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特表2024-536897サイトカインベースの癌免疫療法における定量システム薬理学
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-08
(54)【発明の名称】サイトカインベースの癌免疫療法における定量システム薬理学
(51)【国際特許分類】
G16B 15/30 20190101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G16B15/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520825
(86)(22)【出願日】2022-10-05
(85)【翻訳文提出日】2024-04-18
(86)【国際出願番号】 US2022077614
(87)【国際公開番号】W WO2023060130
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】63/252,483
(32)【優先日】2021-10-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】509012625
【氏名又は名称】ジェネンテック， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ジャファルネジャド， モハマド
(72)【発明者】
【氏名】ジョズリン， ルイス
(72)【発明者】
【氏名】ホッセイニ， イーラジ
(72)【発明者】
【氏名】ラマヌジャン， サロージャ
(57)【要約】
本開示は、一般に、免疫学および腫瘍学の分野に関し、詳細には、サイトカインによって媒介される細胞シグナル伝達に関連付けられたものなどの様々な障害の処置に使用するためのシステムおよび方法に関する。本開示のいくつかの実施形態は、薬物動態と組織および腫瘍にわたる複数の免疫細胞サブセットの示差的増大との間の複雑な相互作用を捕捉するために開発された定量的システム薬理学（ＱＳＰ）モデルを提供する。
【選択図】図３Ａ
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つのデータプロセッサによって、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記中央区画内の前記複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することであって、前記複数の標的リンパ球が、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む、結合パラメータを決定することと、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と密区画との間の前記複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記密区画との間の前記サイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記密区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記密区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と漏出区画との間の前記複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記漏出区画との間の前記サイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と腫瘍区画との間の前記複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記腫瘍区画との間の前記サイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画のそれぞれから前記患者のリンパ区画への前記サイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記動態パラメータ、前記結合パラメータ、前記第１の標的細胞輸送率、前記第２の標的細胞輸送率、前記第３の標的細胞輸送率、前記第１のサイトカイン分配率、前記第２のサイトカイン分配率、前記第３のサイトカイン分配率、および前記第４のサイトカイン分配率に基づいて、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画における前記複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することと、
を含む、方法。
【請求項2】
前記分布が、第１の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第１の分布と、第２の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第２の分布とを含み、前記方法が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、少なくとも前記第１の分布および前記第２の分布に基づいて、前記サイトカイン分子を含む癌免疫療法に対する第２の患者の反応を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記複数の標的リンパ球のそれぞれが、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団を含み、前記方法が、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれについて前記第１の亜集団および前記第２の亜集団の前記動態パラメータを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記動態パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、収縮、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記結合パラメータが、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、ならびに前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも１つの発現に関連付けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記リンパ区画から前記中央区画への前記サイトカイン分子の第５のサイトカイン分配率を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記サイトカイン分子が、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記サイトカイン分子が、Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋまたはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記サイトカイン分子が、操作されたサイトカインを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記操作されたサイトカインがその同族受容体をアゴナイズする、請求項１１記載の方法。
【請求項13】
前記サイトカイン分子が前記患者の免疫系を刺激する、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記サイトカイン分子が、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子であり、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）が、前記二重特異性分子の前記第１のアームに結合し、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのＰＤ１受容体が、前記二重特異性分子の前記第２のアームに結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記サイトカイン分子が、第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域と、
第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域と、
を含む、多価ポリペプチドであり、
前記第１のポリペプチド領域が、前記第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の標的が前記サイトカイン分子の第１の受容体であり、前記第２の標的が前記サイトカイン分子の第２の受容体である、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の標的がインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）であり、前記第２の標的がＰＤ１受容体である、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合すると、前記第２の標的に対する前記第２のポリペプチド領域の結合親和性が結合活性を介して増加する、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第２の標的への前記第２のポリペプチド領域の結合が、前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも１つのデータプロセッサと、命令を記憶する少なくとも１つのメモリと
を備えるシステムであって、
前記命令が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると、
少なくとも１つのデータプロセッサによって、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記中央区画内の前記複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することであって、前記複数の標的リンパ球が、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む、結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と密区画との間の前記複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記密区画との間の前記サイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記密区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記密区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と漏出区画との間の前記複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記漏出区画との間の前記サイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と腫瘍区画との間の前記複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記腫瘍区画との間の前記サイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画のそれぞれから前記患者のリンパ区画への前記サイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記動態パラメータ、前記結合パラメータ、前記第１の標的細胞輸送率、前記第２の標的細胞輸送率、前記第３の標的細胞輸送率、前記第１のサイトカイン分配率、前記第２のサイトカイン分配率、前記第３のサイトカイン分配率、および前記第４のサイトカイン分配率に基づいて、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画における前記複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することと、
を含む、動作をもたらす、システム。
【請求項21】
前記分布が、第１の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第１の分布と、第２の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第２の分布とを含み、前記動作が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、少なくとも前記第１の分布および前記第２の分布に基づいて、前記サイトカイン分子を含む癌免疫療法に対する第２の患者の反応を決定することをさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
前記複数の標的リンパ球のそれぞれが、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団を含み、前記動作が、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれについて前記第１の亜集団および前記第２の亜集団の前記動態パラメータを決定することをさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項23】
前記動態パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項24】
前記結合パラメータが、親和性および結合活性のうちの少なくとも一方を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項25】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、ならびに前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項26】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項27】
前記動作が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記リンパ区画から前記中央区画への前記サイトカイン分子の第５のサイトカイン分配率を決定することをさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項28】
前記サイトカイン分子が、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項29】
前記サイトカイン分子が、Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋまたはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項30】
前記サイトカイン分子が、操作されたサイトカインを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項31】
前記操作されたサイトカインがその同族受容体をアゴナイズする、請求項３０記載のシステム。
【請求項32】
前記サイトカイン分子が前記患者の免疫系を刺激する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項33】
前記サイトカイン分子が、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子であり、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）が前記二重特異性分子の前記第１のアームに結合し、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのＰＤ１受容体が前記二重特異性分子の前記第２のアームに結合する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項34】
前記サイトカイン分子が、第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域と、
第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域と、
を含む、多価ポリペプチドであり、
前記第１のポリペプチド領域が、前記第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項35】
前記第１の標的が前記サイトカイン分子の第１の受容体であり、前記第２の標的が前記サイトカイン分子の第２の受容体である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項36】
前記第１の標的がインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）であり、前記第２の標的がＰＤ１受容体である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項37】
前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合すると、前記第２の標的に対する前記第２のポリペプチド領域の結合親和性が結合活性を介して増加する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項38】
前記第２の標的への前記第２のポリペプチド領域の結合が、前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有する、請求項３７に記載のシステム。
【請求項39】
命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのデータプロセッサによって、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記中央区画内の前記複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することであって、前記複数の標的リンパ球が、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む、結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と密区画との間の前記複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記密区画との間の前記サイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記密区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記密区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と漏出区画との間の前記複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記漏出区画との間の前記サイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記漏出区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記患者の前記中央区画と腫瘍区画との間の前記複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）前記中央区画と前記腫瘍区画との間の前記サイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球に対応する前記動態パラメータ、および（ｂ）前記サイトカイン分子と前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球との間の前記結合パラメータを決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画のそれぞれから前記患者のリンパ区画への前記サイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することと、
前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記動態パラメータ、前記結合パラメータ、前記第１の標的細胞輸送率、前記第２の標的細胞輸送率、前記第３の標的細胞輸送率、前記第１のサイトカイン分配率、前記第２のサイトカイン分配率、前記第３のサイトカイン分配率、および前記第４のサイトカイン分配率に基づいて、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画における前記複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することと、
を含む、動作をもたらす、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項40】
前記分布が、第１の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第１の分布と、第２の時点で前記患者に送達される前記サイトカイン分子に対応する第２の分布とを含み、前記動作が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、少なくとも前記第１の分布および前記第２の分布に基づいて、前記サイトカイン分子を含む癌免疫療法に対する第２の患者の反応を決定することをさらに含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項41】
前記複数の標的リンパ球のそれぞれが、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団を含み、前記動作が、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれについて前記第１の亜集団および前記第２の亜集団の前記動態パラメータを決定することをさらに含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項42】
前記動態パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項43】
前記結合パラメータが、親和性および結合活性のうちの少なくとも一方を含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項44】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、ならびに前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの前記表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度を含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項45】
前記結合パラメータが、前記中央区画、前記密区画、前記漏出区画、および前記腫瘍区画内の前記複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられている、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項46】
前記動作が、前記少なくとも１つのデータプロセッサによって、前記リンパ区画から前記中央区画への前記サイトカイン分子の第５のサイトカイン分配率を決定することをさらに含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項47】
前記サイトカイン分子が、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）、またはインターフェロンを含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項48】
前記サイトカイン分子が、Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ、またはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋを含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項49】
前記サイトカイン分子が、操作されたサイトカインを含む、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項50】
前記操作されたサイトカインがその同族受容体をアゴナイズする、請求項４９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項51】
前記サイトカイン分子が前記患者の免疫系を刺激する、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項52】
前記サイトカイン分子が、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子であり、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）が前記二重特異性分子の前記第１のアームに結合し、前記複数の標的リンパ球のそれぞれのＰＤ１受容体が前記二重特異性分子の前記第２のアームに結合する、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項53】
前記サイトカイン分子が、第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域と、
第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域と、
を含む、多価ポリペプチドであり、
前記第１のポリペプチド領域が、前記第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている、請求項３９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項54】
前記第１の標的が前記サイトカイン分子の第１の受容体であり、前記第２の標的が前記サイトカイン分子の第２の受容体である、請求項５３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項55】
前記第１の標的がインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）であり、前記第２の標的がＰＤ１受容体である、請求項５４に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項56】
前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合すると、前記第２の標的に対する前記第２のポリペプチド領域の結合親和性が結合活性を介して増加する、請求項５５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項57】
前記第２の標的への前記第２のポリペプチド領域の結合が、前記第１のポリペプチド領域が前記第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有する、請求項５６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１０月５日に出願された米国仮出願第６３／２５２，４８３号の優先権を主張する。上記で参照された出願の開示は、任意の図面を含むその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
本出願は、２０２１年１０月５日に出願された米国仮出願第６３／２５２，４８３号の優先権を主張する。上記で参照された出願の開示は、任意の図面を含むその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【0002】
本開示は、一般に、免疫学および医学の分野に関し、サイトカインベースの免疫療法に有用なシステムおよび方法を含む。
【背景技術】
【0003】
サイトカインは、免疫系のタンパク質として、癌細胞に対する宿主免疫反応を調節し、腫瘍細胞死を直接誘導することができるため、サイトカインベースの免疫療法は、癌処置の有望な分野である。これは、これらの分泌タンパク質が、細胞シグナル伝達、細胞間情報伝達、ならびに関連する受容体を発現する特定の細胞の増殖および分化の調節に重要な役割を果たすためである。いくつかのサイトカインベースの免疫療法は、多くの種類の癌を含むいくつかの障害の処置に有効であることが実証されている。
【0004】
例えば、過去数十年において、癌における炎症促進性サイトカインの活性の発見は、いくつかの臨床試験につながり、インターフェロン－アルファ（ＩＦＮ－α）、インターロイキン－２（ＩＬ－２）およびインターロイキン－１５（ＩＬ－１５）で処置された患者において軽度の活性を示した。しかしながら、これらの置換サイトカイン療法の臨床活性は、主に安全性の問題のために、分子の半減期の短さおよび治療域の狭さを含む様々な問題のために制限されている。さらに、いくつかのサイトカインを用いた低用量の単剤療法では有意な治療結果が得られず、高用量の処置ではサイトカインの多面発現効果によって引き起こされるいくつかの副作用が生じるため、腫瘍促進および抗腫瘍免疫反応に関与する免疫細胞に対するサイトカインの影響を理解するという問題は、依然として差し迫った問題である。
【0005】
したがって、サイトカインベースの免疫療法の安全性および有効性を効率的に支援および最適化するための新しいアプローチが必要とされている。
【0006】
ファーマコメトリクスの分野における最近の進歩は、実際的または倫理的な理由で試験することが困難な集団または臨床シナリオについて複雑で多様なデータの薬物情報をシミュレートすることによって、ファーマコメトリクス的分析が薬物開発プロセスの効率を潜在的に改善できることを示唆している。ファーマコメトリクスは、一般に、定量的分析とモデリングおよびシミュレーション（Ｍ＆Ｓ）アプローチを用いて、薬物開発および規制審査に情報を提供し、強化することを含む。ファーマコメトリクスには、定量的システム薬理学（ＱＳＰ）およびモデル情報に基づく薬物開発（ＭＩＤＤ）アプローチも含まれる。規制薬物申請のためのファーマコメトリク分析の一般的な用途には、モデリングおよびシミュレーションを使用して、以下を行うことが含まれる。（１）臨床試験の設計の支援、（２）臨床的に関連する共変量の同定、（３）薬物動態および曝露－反応プロファイルの特徴付け、（４）分子設計、（５）前臨床から臨床への移行、（６）特殊な集団、例えば小児科または老人科に対する有効性の推定。ファーマコメトリクスを使用することで、薬物の安全性および有効性を支援し、最適化するための効率的かつ費用効果の高いアプローチを提供することができる。
【0007】
さらに、ファーマコメトリクアプローチは、薬物申請および臨床試験申請（ＣＴＡ）の開発においてますます大きな役割を果たす。規制当局は、薬物評価および規制上の意思決定のためのファーマコメトリクアプローチを評価する最良の方法を見出すために取り組んでいる。
【0008】
本開示は、一般に、とりわけ、サイトカインベースの治療の薬力学および薬物動態をモデル化する方法およびシステムに関する。
【発明の概要】
【0009】
本開示は、一般に、免疫学および腫瘍学の分野に関し、詳細には、サイトカインによって媒介される細胞シグナル伝達に関連付けられたものなどの様々な障害の処置に使用するためのシステムおよび方法に関する。
【0010】
サイトカインベースの免疫療法における定量的システム薬理学のため方法、システム、およびコンピュータプログラム製品を含む製品が提供される。一態様では、方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータと、（ｂ）サイトカイン分子と中央区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータとを決定することを含む。複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）患者の中央区画と密区画との間の複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と密区画との間のサイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）密区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と密区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）患者の中央区画と漏出区画との間の複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と漏出区画との間のサイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）漏出区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と漏出区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）患者の中央区画と腫瘍区画との間の複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と腫瘍区画との間のサイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、（ａ）腫瘍区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と腫瘍区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、密区画、漏出区画、および腫瘍区画のそれぞれから患者のリンパ区画へのサイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することを含み得る。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、動態パラメータ、結合パラメータ、第１の標的細胞輸送率、第２の標的細胞輸送率、第３の標的細胞輸送率、第１のサイトカイン分配率、第２のサイトカイン分配率、第３のサイトカイン分配率、および第４のサイトカイン分配率に基づいて、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画における複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することを含み得る。
【0011】
いくつかの変形例では、以下の特徴を含む本明細書に開示された１つまたは複数の特徴を、任意の実施可能な組合せで任意に含むことができる。いくつかの変形例では、本方法は、少なくとも分布に基づいて、腫瘍を処置するための癌免疫療法を決定することを含む。癌免疫療法は、サイトカイン分子の用量と、サイトカイン分子の用量を送達するための投与頻度とを含む。
【0012】
いくつかの変形例では、分布は、第１の時点で患者に送達されたサイトカイン分子に対応する第１の分布および第２の時点で患者に送達されたサイトカイン分子に対応する第２の分布を含む。本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、少なくとも第１の分布および第２の分布に基づいて、サイトカイン分子を含む癌免疫療法に対する第２の患者の反応を決定することを含む。
【0013】
いくつかの変形例では、本方法は、少なくとも癌免疫療法に対する第２の患者の反応に基づいて、第２の患者の処置計画を決定することを含む。
【0014】
いくつかの変形例では、方法は、処置計画に従って癌免疫療法を投与することを含む。
【0015】
いくつかの変形例では、複数の標的リンパ球のそれぞれは、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団を含む。本方法は、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球のそれぞれについて、第１の亜集団および第２の亜集団の動態パラメータを決定することをさらに含む。
【0016】
いくつかの変形例では、動態パラメータは、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、収縮、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む。
【0017】
いくつかの変形例では、結合パラメータは、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含む。
【0018】
いくつかの変形例では、結合パラメータは、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、および中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度を含む。
【0019】
いくつかの変形例では、結合パラメータは、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられている。
【0020】
いくつかの変形例において、本方法は、少なくとも１つのデータプロセッサによって、リンパ区画から中央区画へのサイトカイン分子の第５のサイトカイン分配率を決定することを含む。
【0021】
いくつかの変形例において、サイトカイン分子には、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンが含まれる。
【0022】
いくつかの変形例において、サイトカイン分子には、Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋまたはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋが含まれる。
【0023】
いくつかの変形例において、サイトカイン分子には、操作されたサイトカインが含まれる。
【0024】
いくつかの変形例では、操作されたサイトカインはその同族受容体をアゴナイズする。
【0025】
いくつかの変形例では、サイトカイン分子は患者の免疫系を刺激する。
【0026】
いくつかの変形例において、サイトカイン分子は、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子である。複数の標的リンパ球のそれぞれのインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）は、二重特異性分子の第１のアームに結合する。複数の標的リンパ球のそれぞれのＰＤ１受容体は、二重特異性分子の第２のアームに結合する。
【0027】
いくつかの変形例において、サイトカイン分子は、第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域および第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域を含む多価ポリペプチドである。第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている。
【0028】
いくつかの変形例において、第１の標的はサイトカイン分子の第１の受容体であり、第２の標的はサイトカイン分子の第２の受容体である。
【0029】
いくつかの変形例では、第１の標的はインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）であり、第２の標的はＰＤ１受容体である。
【0030】
いくつかの変形例では、第１のポリペプチド領域が第１の標的に結合すると、第２の標的に対する第２のポリペプチド領域の結合親和性が結合活性を介して増加する。
【0031】
いくつかの変形例では、第２の標的への第２のポリペプチド領域の結合は、第１のポリペプチド領域が第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有する。
【0032】
一態様では、システムが提供される。本システムは、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを含み得る。少なくとも１つのメモリは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると動作をもたらす命令を記憶し得る。動作は、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータと、（ｂ）中央区画内のサイトカイン分子と複数の標的リンパ球との間の結合パラメータとを決定することを含み得る。複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む。動作は、（ａ）患者の中央区画と密区画との間の複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と密区画との間のサイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）密区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と密区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）患者の中央区画と漏出区画との間の複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と漏出区画との間のサイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）漏出区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と漏出区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）患者の中央区画と腫瘍区画との間の複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と腫瘍区画との間のサイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）腫瘍区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と腫瘍区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、密区画、漏出区画、および腫瘍区画のそれぞれから患者のリンパ区画へのサイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、動態パラメータに基づいて、結合パラメータ、第１の標的細胞輸送率、第２の標的細胞輸送率、第３の標的細胞輸送率、第１のサイトカイン分配率、第２のサイトカイン分配率、第３のサイトカイン分配率、および第４のサイトカイン分配率、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画における複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することをさらに含み得る。
【0033】
一態様では、少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると動作をもたらす命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。動作は、サイトカイン分子の送達後に、（ａ）患者の中央区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータと、（ｂ）中央区画内のサイトカイン分子と複数の標的リンパ球との間の結合パラメータとを決定することを含み得る。複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む。動作は、（ａ）患者の中央区画と密区画との間の複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と密区画との間のサイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）密区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と密区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）患者の中央区画と漏出区画との間の複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と漏出区画との間のサイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）漏出区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と漏出区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）患者の中央区画と腫瘍区画との間の複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率、および（ｂ）中央区画と腫瘍区画との間のサイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、（ａ）腫瘍区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータ、および（ｂ）サイトカイン分子と腫瘍区画内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定することをさらに含み得る。動作は、密区画、漏出区画、および腫瘍区画のそれぞれから患者のリンパ区画へのサイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定することをさらに含み得る。動作は、動態パラメータに基づいて、結合パラメータ、第１の標的細胞輸送率、第２の標的細胞輸送率、第３の標的細胞輸送率、第１のサイトカイン分配率、第２のサイトカイン分配率、第３のサイトカイン分配率、および第４のサイトカイン分配率、中央区画、密区画、漏出区画、および腫瘍区画における複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定することをさらに含み得る。
【0034】
本開示の様々な態様および実施形態では、薬物動態（ＰＫ）と組織および腫瘍にわたる複数の免疫細胞サブセットの示差的増大との間の複雑な相互作用を捕捉するために開発されたＱＳＰモデルを提供する。特に、本明細書に記載の実験結果は、ＱＳＰモデルを使用して、癌免疫療法のための操作されたポリペプチド構築物、例えば、操作されたサイトカインの前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援することができることを実証している。
【0035】
一態様では、（ａ）少なくとも１つのデータプロセッサと、（ｂ）命令を記憶する少なくとも１つのメモリであって、命令が、少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると、（ｉ）目的の分子の第１の領域と免疫細胞上の第１の標的との間の第１の結合親和性の第１のパラメータを決定すること、（ｉｉ）目的の分子の第２の領域と免疫細胞上の第２の標的との間の第２の結合親和性の第２のパラメータを決定することであり、第１の結合親和性および第２の結合親和性が複数の区画において測定される、第２のパラメータを決定すること、ならびに（ｉｉｉ）少なくとも第１のパラメータおよび第２のパラメータに基づいて、目的の分子の薬物動態学的薬力学的（ＰＫＰＤ）関係を示す出力を生成することを含む、動作をもたらす、少なくとも１つのメモリと、を含むシステムが開示される。
【0036】
本開示のシステムの非限定的な例示的な実施形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態において、目的の分子は、サイトカインのアゴニストである。いくつかの実施形態において、サイトカインは免疫刺激性サイトカインである。いくつかの実施形態において、サイトカインは、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキンＩＬ－７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンである。
【0037】
いくつかの実施形態において、目的の分子は操作されたサイトカインである。いくつかの実施形態において、操作されたサイトカインはその同族受容体をアゴナイズする。いくつかの実施形態において、目的の分子は、以下を含む多価ポリペプチドである。（ｉ）第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域、および（ｉｉ）第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域であり、第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている。いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域は、ＩＬ－１５受容体（ＣＤ１２２）またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第１の標的はＩＬ－１５Ｒまたはその変異体である。いくつかの実施形態において、第２のポリペプチド領域は、ＰＤ１またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第２の標的はＰＤ１またはその変異体である。いくつかの実施形態において、目的の分子は、第１の領域が第１の標的に結合するとき、第２の標的に対する第２の領域の結合活性が増加するように構成される。いくつかの実施形態において、目的の分子は、第２の領域の第２の標的への結合が、第１の領域が第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有するように構成される。いくつかの実施形態において、本開示のシステムは、複数の免疫細胞、組織、および／または区画における薬物動態（ＰＫ）、薬力学（ＰＤ）、動的標的媒介薬物動態（ＴＭＤＤ）、細胞増大、および標的受容体発現のメカニズムのモデル化を含む。いくつかの実施形態において、本システムは、第１の領域および／または第２の領域のそれぞれの第１の標的および第２の標的に対する結合活性をモデル化することを含む。いくつかの実施形態において、結合活性のモデル化は、遊離受容体、結合受容体、受容体：薬物：受容体複合体、および細胞のうちの１つまたは複数を経時的に追跡することを含む。いくつかの実施形態において、複数の区画は、１つまたは複数の密区画、漏出区画、腫瘍区画、リンパ区画、中央区画、またはこれらのいずれかの組合せを含む。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の密区画は、筋肉、皮膚、脂肪、および／または脳を含む。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の漏出区画は、肝臓、腎臓、心臓、肺、脾臓、生きているヌード、骨、および／または腸を含む。いくつかの実施形態において、複数の免疫細胞は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、またはこれらのいずれかの組合せを含む。いくつかの実施形態において、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞はＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞はＣＤ５６ｈｉおよびＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞は、ＰＤ１ｌｏ細胞およびＣＤ１６＋細胞である。いくつかの実施形態において、複数の免疫細胞は、第１の標的、第２の標的、または両方の標的を個別に発現する細胞の１つまたは複数の亜集団を含む。
【0038】
一態様において、被検体における目的の分子による処置後のＰＫＰＤ関係を評価／予測するための定量的薬理学的モデルを調製するための方法が本明細書で提供される。本方法は、（ｉ）目的の分子の第１の領域と免疫細胞上の第１の標的との間の第１の結合親和性の第１のパラメータを決定することと、（ｉｉ）目的の分子の第２の領域と免疫細胞上の第２の標的との間の第２の結合親和性の第２のパラメータを決定することであって、第１の結合親和性および第２の結合親和性が複数の区画において測定される、第２のパラメータを決定することと、（ｉｉｉ）少なくとも第１のパラメータおよび第２のパラメータに基づいて、目的の分子の薬物動態学的薬力学的（ＰＫＰＤ）関係を示す出力を生成することと、を含む。
【0039】
別の態様では、細胞増殖能について目的の分子を評価する方法が本明細書で提供され、本方法は、本明細書に開示されるシステムを実行することを含む。
【0040】
別の態様では、異なる組織および腫瘍におけるリンパ球増大を評価する方法が本明細書で提供され、本方法は、本明細書に開示されるシステムを実行することを含む。
【0041】
本開示の方法の非限定的な例示的実施形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態において、目的の分子は、サイトカインのアゴニストである。いくつかの実施形態において、サイトカインは免疫刺激性サイトカインである。いくつかの実施形態において、サイトカインは、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキンＩＬ－７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンである。
【0042】
いくつかの実施形態において、目的の分子は操作されたサイトカインである。いくつかの実施形態において、操作されたサイトカインはその同族受容体をアゴナイズする。いくつかの実施形態において、目的の分子は、以下を含む多価ポリペプチドである。（ｉ）第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域、および（ｉｉ）第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域であり、第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている。いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域は、ＩＬ－１５受容体（ＣＤ１２２）またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第１の標的はＩＬ－１５Ｒまたはその変異体である。いくつかの実施形態において、第２のポリペプチド領域は、ＰＤ１またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第２の標的はＰＤ１またはその変異体である。いくつかの実施形態において、目的の分子は、第１の領域が第１の標的に結合するとき、第２の標的に対する第２の領域の結合活性が増加するように構成される。いくつかの実施形態において、目的の分子は、第２の領域の第２の標的への結合が、第１の領域が第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有するように構成される。いくつかの実施形態において、本開示の方法は、複数の免疫細胞、組織、および／または区画における薬物動態（ＰＫ）、薬力学（ＰＤ）、動的標的媒介薬物動態（ＴＭＤＤ）、細胞増大、および標的受容体発現のメカニズムをモデル化することを含む。いくつかの実施形態において、本方法は、第１の領域および／または第２の領域のそれぞれの第１の標的および第２の標的に対する結合活性をモデル化することを含む。いくつかの実施形態において、結合活性のモデル化は、遊離受容体、結合受容体、受容体：薬物：受容体複合体、および細胞のうちの１つまたは複数を経時的に追跡することを含む。いくつかの実施形態において、複数の区画は、１つまたは複数の密区画、漏出区画、腫瘍区画、リンパ区画、中央区画、またはこれらのいずれかの組合せを含むいくつかの実施形態において、１つまたは複数の密区画は、筋肉、皮膚、脂肪、および／または脳を含む。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の漏出区画は、肝臓、腎臓、心臓、肺、脾臓、生きているヌード、骨、および／または腸を含む。
【0043】
いくつかの実施形態において、複数の免疫細胞は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞（例えば、二重陰性Ｔ細胞）、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、またはこれらのいずれかの組合せを含む。いくつかの実施形態において、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞はＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞はＣＤ５６ｈｉおよびＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞は、ＰＤ１ｌｏ細胞およびＣＤ１６＋細胞である。
【0044】
いくつかの実施形態において、複数の免疫細胞は、第１の標的、第２の標的、または両方の標的を個別に発現する細胞の１つまたは複数の亜集団を含む。
【0045】
前述の概要は例示にすぎず、決して限定することを意図するものではない。本明細書に記載の例示的な実施形態および特徴に加えて、本開示のさらなる態様、実施形態、目的および特徴は、図面ならびに詳細な説明および特許請求の範囲から完全に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】免疫療法におけるＩＬ－１５の可能性を概略的に示す図である。
【0047】
【図2】本開示のいくつかの実施形態によるＩＬ－１５受容体を標的とする２つの例示的な操作されたサイトカインを示す図である。
【0048】
【図3A】ＩＬ－１５シグナル伝達を標的とする異なる分子の薬物動態（ＰＫ）および薬力学（ＰＤ）を捕捉するために開発された、本開示のいくつかの実施形態による例示的なＱＳＰモデルを概略的に示す図である。
【0049】
【図3B】本開示のいくつかの実施形態による、ＱＳＰモデルの区画における相互作用の例示的なユニットを概略的に示す図である。
【0050】
【図4】本開示のいくつかの実施形態による、ＱＳＰモデルを較正および検証するための例示的なワークフローを示す図である。
【0051】
【0052】
【0053】
【図7】本明細書に記載のＱＳＰフレームワークを使用して対処することができる非限定的な例示的な質問のリストを提供する図である。
【0054】
【図8A】本開示のいくつかの実施形態による、モル一致用量のＸｍａｂ２４３０６またはＰＤ１ ＩＬ－１５ ＴａＣｋ後の細胞集団の細胞倍率変化を示す図である。
【図8B】本開示のいくつかの実施形態による、モル一致用量のＸｍａｂ２４３０６またはＰＤ１ ＩＬ－１５ ＴａＣｋ後の細胞集団の細胞倍率変化を示す図である。
【図8C】本開示のいくつかの実施形態による、モル一致用量のＸｍａｂ２４３０６またはＰＤ１ ＩＬ－１５ ＴａＣｋ後の細胞集団の細胞倍率変化を示す図である。
【図8D】本開示のいくつかの実施形態による、モル一致用量のＸｍａｂ２４３０６またはＰＤ１ ＩＬ－１５ ＴａＣｋ後の細胞集団の細胞倍率変化を示す図である。
【0055】
【図9】仮想コホートシミュレーションがカニクイザルにおけるサイトカイン分子データの動態および変動性を捕捉することを示す実験の結果を概略的にまとめた図である。
【0056】
【図10】サルからヒトへの翻訳についての異なるシナリオを示す図である。
【0057】
【図11A】操作されたサイトカイン分子の異なる臨床シナリオについてのＣＤ８増大を比較する実験の結果を概略的にまとめた図である。
【0058】
【図11B】操作されたサイトカイン分子の異なる臨床シナリオについてのＣＤ８増大を比較する実験の結果を概略的にまとめた図である。
【0059】
【図12】本開示のいくつかの実施形態による、処置後の中央区画および漏出区画における細胞反応および結合薬物を示す図である。
【0060】
【図13】本開示のいくつかの例示的な実施形態に従って、仮想コホートがカニクイザルにおける前臨床の複数回用量ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ ＰＫＰＤデータセットの動態および変動性を捕捉することを例示する図である。
【0061】
【図14】いくつかの例示的な実施形態による、分析システムの一例を示すシステム図である。
【0062】
【図15】いくつかの例示的な実施形態による、標的リンパ球の分布を決定するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【0063】
【図16】いくつかの例示的な実施形態による、ＱＳＰモデリングのためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【0064】
【図17】いくつかの例示的な実施形態による、コンピューティングシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0065】
本開示は、一般に、免疫学および腫瘍学の分野に関し、詳細には、サイトカインによって媒介される細胞シグナル伝達に関連付けられたものなどの様々な障害の処置に使用するためのシステムおよび方法に関する。以下により詳細に記載されるように、本開示のいくつかの実施形態は、薬物動態（ＰＫ）と組織および腫瘍にわたる複数の免疫細胞サブセットの示差的増大との間の複雑な相互作用を捕捉するためのＱＳＰモデルを提供する。特に、本明細書に記載される実験結果は、ＱＳＰモデルが、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）によって媒介される細胞シグナル伝達を標的とするように操作された多価ポリペプチドによって例示されるように、癌免疫療法のための操作されたサイトカインの前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援するために使用され得ることを実証している（例えば、実施例１を参照）。
【0066】
サイトカインは、細胞シグナル伝達および細胞間情報伝達、ならびに関連する受容体を発現する特定の細胞の増殖および分化の調節に重要な役割を果たす分泌タンパク質である。例えば、サイトカインは、感染または疾患に対する免疫反応の重要なメディエーターである。これらの分泌タンパク質は、細胞シグナル伝達、増殖、死、または細胞間情報伝達において重要な役割を果たす。単剤療法として、または他の抗癌免疫療法と組み合わせて、いくつかのサイトカインベースの免疫療法は、癌の処置において有効性を実証しているが、薬物曝露が不十分である可能性がある。癌における炎症促進性サイトカインの活性の発見により、インターフェロン－アルファ（ＩＦＮ－α）、インターロイキン－２（ＩＬ－２）およびインターロイキン－１５（ＩＬ－１５）で処置された患者において軽度の活性を示したいくつかの臨床試験が行われた。しかしながら、これらの補充サイトカイン療法の臨床活性は、主に安全性の問題のために、分子の半減期が短く、治療域が狭いために限られていた。過去１０年間、半減期の長いサイトカインおよび／または標的化アームを操作することによって、これらの制限に対処するために新規な分子フォーマットが使用されてきた。
【0067】
特に、リンパ球を標的とするＩＬ－１５分子は、エフェクター細胞集団を増大することによって腫瘍免疫環境を変化させる可能性を示しているため、本主題の実施形態と一致するＱＳＰモデルは、薬物動態（ＰＫ）と、組織および腫瘍部位にわたる複数の免疫細胞サブセットの差次的増大との間の複雑な相互作用を捉える。本明細書に記載のＱＳＰモデルは、ＩＬ－１５分子の前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援し、癌免疫療法のための他の操作されたサイトカインを支援するように拡張され得る。
【0068】
ＩＬ－１５は、主に、これらのＩＬ－１５ＲＡ（ＣＤ２１５）、ＩＬ－１５ＲＢ（ＣＤ１２２）およびＩＬ－２ＲＧ（ＣＤ１３２）の発現レベルの関数としてＮＫ細胞およびＴ細胞の増殖を誘導する。半減期を延長したＦｃドメイン上の融合ＩＬ－１５／ＩＬ－１５ＲＡ（ＸｍＡｂ２４３０６と命名）は、分子の忍容性を改善するために効力を低下させて開発された。この分子は、現在、局所進行性または転移性の固形腫瘍を有する患者において、単剤として、またはアテゾリズマブ（抗ＰＤＬ１）と組み合わせて臨床で試験されている。同様のＩＬ－１５標的化アームを有するＰＤ１標的化候補（ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ）もまた、特異的Ｔ細胞集団の選択的増大を促進するために開発された。本主題の実施形態と一致して、本明細書に記載のＱＳＰモデルは、標的媒介薬物動態（ＴＭＤＤ）による、他のサイトカインベースの分子の中でも、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋの薬物動態（ＰＫ）を例示し、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋおよびＸｍＡｂ２４３０６などのサイトカインベースの分子を区別し得る、結果として生じる細胞増大を特徴付ける。
【0069】
一般に、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞およびＴ細胞は、特定の表現型および機能的類似性を共有し、両方とも抗腫瘍反応において迅速に反応することができ、抗腫瘍細胞傷害性を高めることができる。結果として、癌免疫療法の高レベルの目的は、これらの細胞集団のそれぞれの大きさを調節することである。比較的新しいサイトカインベースの免疫療法として、操作されたＩＬ－１５分子は、複数の異なるフォーマットおよび投与にわたってＮＫ細胞およびＴ細胞の活性化および増殖を効果的に誘導するようである。しかしながら、本明細書に記載されるように、これらの分子のトランスレーショナル能力は、一般に、以下のために予測することが困難である。１）標的細胞増大の程度に依存する時間依存性ＰＫ／ＰＤ関係、２）薬物に潜在的に結合し得る標的細胞集団間の未知の競合、および３）組織における事象の指標としての採血の有用性を制限し得る、組織と血液との未知の関係。
【0070】
以下により詳細に記載されるように、本主題の実施形態と一致するＱＳＰモデルは、これらの操作されたサイトカインに対する前臨床反応および臨床反応のより良い理解を提供する。本明細書に記載されるＱＳＰモデルは、カニクイザルおよび患者における操作されたＩＬ－１５サイトカイン療法に反応した、複数の生理学的に関連する組織にわたるＰＫ、動的標的媒介薬物動態、細胞増大および標的受容体発現を捕捉する。ＱＳＰモデルの予測能力は、３つの異なる操作されたＩＬ－１５サイトカイン分子からの複数の前臨床データセットに対して較正および試験されており、リンパ球増殖を促進するものなどの他のサイトカイン分子に拡張され得る。本明細書に記載されるＱＳＰモデルは、追加的および／または代替的に、各サイトカイン分子間の性能を比較するために使用され得る。特に、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋと比較して、Ｘｍａｂ２４３０６による処置後のＰＫプロファイルの終末期において、薬物曝露が増加すると予測された。さらに、本明細書中に開示される実験データは、血液中の細胞の倍率変化が組織中の動態を反映する一方で、Ｘｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋが、血液中の異なる細胞集団に結合するが、組織中の類似の細胞集団には結合しないことを示唆する。最後に、本明細書に記載されるＱＳＰモデルは、前臨床ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋデータセットならびに臨床Ｘｍａｂ２４３０６データセットを統合して、仮想コホートにおけるＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのＦＩＨ投薬についての予測を行う。
【0071】
仮想患者コホート内の細胞増大および薬物曝露について予測を行った後、前記コホートを使用してパラメータ空間の変動性を探索し、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ（例えば、サイトカイン分子）処置中の薬物曝露および細胞増大の両方が患者の標的受容体レベルに依存することを見出した。特に、本明細書に記載されるＱＳＰモデルに基づいて、腫瘍内の（他のリンパ球集団の中でも）ＣＤ８＋Ｔ細胞の倍率変化がこれらの細胞の表面における受容体発現に本質的に関連することが予測され、具体的には、ＰＤ１ｈｉであったＣＤ８＋細胞上のより大きなＩＬ－１５ＲおよびＰＤ１受容体発現を用いたシミュレーションは、腫瘍におけるＣＤ８＋Ｔ細胞数の＞５倍の変化と関連付けられた。
【0072】
この予測は、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ（または他のＰＤ１標的化分子）との併用療法の状況において重要な結果を有し、最近の研究が示すように、抗ＰＤ１療法は、腫瘍浸潤細胞傷害性Ｔ細胞上のより大きなＰＤ１受容体発現をもたらし得る。これらの療法による前処置は、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ処置の前により大きなＰＤ１発現をもたらす技術である可能性があり、腫瘍におけるこれらの重要な細胞型の倍率変化をより大きくする可能性がある併用アプローチである。
【0073】
いくつかの重要な観察がある。最も注目すべきことに、本開示は、ＩＬ－１５およびＰＤ１受容体発現の両方に対するモデルの感受性を強調する。しかしながら、細胞表面における受容体の正確な数は、経時的および被験体ごとに変化し得るため、定量化される必要がある。本主題の実施形態と一致して、内部実験データ、文献報告、およびモデル較正の組合せが、細胞あたりの受容体の数を推定するために使用されているが、これらの推定値は、絶対的な発現レベルではなく、モデル化された細胞型間の相対的な発現としておそらく最もよく見られる。ＱＳＰおよび生体系モデルの場合によくあるように、本明細書に開示されるＱＳＰモデルは、範囲が比較的広く、入手可能なデータと比較して機構的に複雑であるため、仕様が不十分である。したがって、このモデルの使用は、挙動の範囲を識別すること、処置を既知のパラメトリック差（例えば、分子量）と比較すること、およびモデル内の主要なパラメータに関する不確実性を調査するための仮想コホート方法論を採用することに焦点を当てており、これらの技法は、仕様が不十分なモデルを用いて正確な予測を生成することに成功したことが以前に証明されている。したがって、本明細書に記載のＱＳＰモデルは、患者およびカニクイザルの様々な組織区画におけるリンパ球の分布の正確な予測を行うために使用され得る。
【0074】
本明細書に開示されたモデルは、本明細書に提示されたものを超えるかなりの用途を有することができる。現在、ＱＳＰモデルは、３つの別々の操作されたサイトカインからの前臨床および臨床データを、ＩＬ－１５受容体アゴニズム後のリンパ球増大の生物学の統一された定量的説明に正式に統合する役割を果たす。この場合、本明細書に記載のＱＳＰモデルは、ＰＤ１／ＩＬ－１５ Ｔａｃｋ、ＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋおよびＸｍａｂ２４３０６などのサイトカイン分子に対するカニクイザルおよびヒトの反応を記述するために、薬物：受容体結合ならびにその後の標的細胞活性化、増殖、辺縁化／輸送および枯渇を捕捉する。ＱＳＰモデルおよび実験データを再現するその能力は、操作されたＩＬ－１５サイトカインによる処置後のリンパ球増大の根底にあるメカニズムの理解における信頼性を高める。しかしながら、ＱＳＰモデルは、データを統合し、免疫系を活性化し、動的ＰＫ ＰＤ関係を示す他の任意の分子に関する予測を行うように拡張され得る。
【0075】
全体として、本明細書に記載のＱＳＰモデルは、新規分子の翻訳および投与決定を支援するために前臨床および臨床データセットを統合する際の新規のアプローチを提供する。さらに、この研究は、システム生物学的アプローチおよび本明細書に記載のＱＳＰモデルの能力を強調し、実験様式とＱＳＰ様式との組合せは、トランスレーショナルな取り組みに情報を提供し、免疫系を活性化および刺激する薬剤を投与する際のＰＫとＰＤとの間の動的関係を明らかにするための重要なアプローチである。本明細書に記載のＱＳＰモデルによって提供されるＰＫとＰＤとの間の動的関係に基づいて、患者の様々な区画における経時的なリンパ球の挙動を予測し得、このような予測された挙動に基づいて処置計画を決定し得る。
【0076】
本明細書でより詳細に記載されるように、本開示のいくつかの実施形態は、ｍｉｎＰＢＰＫモデリングのフレームワーク中で、複数の組織におけるＰＫ、動的標的媒介薬物動態（ＴＭＤＤ）、細胞増大、および標的受容体発現を捕捉する新規ＱＳＰモデルに関する。このモデルは、標的のプール（例えば、ＰＤ１およびＩＬ－１５Ｒ）が、細胞（例えば、リンパ球）増殖を介した薬物曝露によって有意に拡大される完全結合ＰＫＰＤモデルである。その後、細胞増殖は（ＴＭＤＤ）を介してＰＫにも影響を及ぼす。
【0077】
本明細書に記載のモデリングフレームワークは、薬物分子（例えば、サイトカイン分子）に結合する細胞間の競合、およびその後それがシグナル誘導および細胞増殖にどのように変換されるかを評価するための新規のアプローチを提供する。さらに、本明細書に記載のモデリングフレームワークは、標的発現に基づいて異なる組織対腫瘍におけるリンパ球増大を評価するための新規のアプローチを提供する。
【0078】
本開示の非限定的な例示的ＱＳＰモデルは、実施例１に記載されており、実施例１では、ＰＫＰＤデータが、複数の分子（異なる分子特性を有する）にわたって、複数の種（カニクイザルおよびヒト）にわたって捕捉されて、目的の細胞シグナル伝達経路、例えば、ＩＬ－１５媒介経路を標的とする治療分子の前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援するのに有用であり得るＱＳＰモデルが開発された。例えば、本明細書に記載のＱＳＰモデルは、異なる標的化アームおよび異なる親和性を有する他の操作されたＩＬ－１５分子を設計するために使用され得る。さらに、このアプローチは、免疫系を活性化するように作用する他の標的化された操作されたサイトカイン、例えば、免疫刺激性サイトカインを支援するために一般化され得る。
【0079】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面では、文脈上別段の指示がない限り、類似の記号は一般に類似の構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載された例示的な代替形態は、限定を意味するものではない。本明細書に提示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の代替物が使用されてもよく、他の変更が行われてもよい。本明細書で一般的に説明され、図に示されている態様は、多種多様な異なる構成で配置、置換、組合せ、および設計され得て、これらのすべてが明示的に企図され、本出願の一部をなすことは容易に理解されよう。
定義
定義
【0080】
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語、表記、および他の科学用語または専門用語は、本出願が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有することが意図されている。場合によっては、一般に理解される意味を有する用語は、明確にするためおよび／または容易に参照するために本明細書で定義され、本明細書にそのような定義を含めることは、当技術分野で一般に理解されるものとの実質的な違いを表すと必ずしも解釈されるべきではない。本明細書に記載または参照される技術および手順の多くは、当業者によって従来の方法論を使用して十分に理解され、一般的に採用されている。
【0081】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数の言及を含む。例えば、「細胞」という用語は、その混合物を含む１つまたは複数の細胞を含む。「Ａおよび／またはＢ」は、本明細書では、以下の代替形態のすべてを含むように使用される。「Ａ」、「Ｂ」、「ＡまたはＢ」、および「ＡおよびＢ」。
【0082】
本明細書で使用される「作動可能に連結された」という用語は、２つ以上の要素、例えば、ポリペプチド配列間またはポリヌクレオチド配列間の物理的または機能的連結を意味し、これにより、それらが意図した様式で作動することを可能にする。例えば、目的のポリヌクレオチドと調節配列（例えば、プロモータ）との間の作動可能な連結は、目的のポリヌクレオチドの発現を可能にする機能的連結である。この意味で、「作動可能に連結された」という用語は、調節領域が目的のコード配列の転写または翻訳を調節するのに有効であるように、調節領域および転写されるコード配列の位置を指す。したがって、プロモータは、核酸配列の転写を媒介することができる場合、核酸配列と作動可能に連結している。作動可能に連結された要素は、連続していても不連続であってもよいことを理解されたい。ポリペプチドの文脈において、「作動可能に連結された」とは、ポリペプチドの記載された活性を提供するためのアミノ酸配列（例えば、異なるセグメント、モジュール、またはドメイン）間の物理的連結（例えば、直接的または間接的に連結される）を指す。本開示では、本開示の組換えポリペプチド（例えば、多価ポリペプチドおよび多価抗体）の様々なセグメント、領域、またはドメインは作動可能に連結され、細胞中の組換えポリペプチドの適切な折り畳み、処理、標的化、発現、結合、および他の機能的特性を保持し得る。別段の記載がない限り、本開示の組換えポリペプチドの様々なモジュール、ドメインおよびセグメントは、互いに作動可能に連結されている。本開示の多価ポリペプチドまたは多価抗体の作動可能に連結されたモジュール、ドメインおよびセグメントは、連続していても不連続であってもよい（例えば、リンカーを介して互いに連結される）。
【0083】
値の範囲が提供される場合、文脈上明確に指示されない限り、その範囲の上限と下限との間の、下限の単位の１０分の１までの各介在値、およびその記載された範囲内の任意の他の記載値または介在値は、本開示内に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、独立してより小さい範囲に含まれてもよく、記載された範囲内で特に除外された制限を条件として、本開示内に包含される。記載された範囲が限界の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限界の一方または両方を除外した範囲も本開示に含まれる。
【0084】
特定の範囲は、本明細書では、「約」という用語が先行する数値で示されている。「約」という用語は、本明細書では、その用語が先行する正確な数、ならびにその用語が先行する数に近いかまたはほぼ近い数を文字通りサポートするために使用される。ある数が具体的に列挙された数に近いかまたはほぼ列挙された数であるかを判定する際に、近いまたは近似する列挙されていない数は、それが提示される文脈において、具体的に列挙された数の実質的な等価物を提供する数であってもよい。近似の程度が文脈から明らかでない場合、「約」は、提供された値の±１０％以内、または提供された値を含むすべての場合において最も近い有効数字に丸められることを意味する。いくつかの実施形態において、「約」という用語は、指定された値±最大１０％、最大±５％、または最大±１％を示す。
【0085】
明確にするために別個の実施形態の文脈で説明されている本開示の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で説明されている本開示の様々な特徴は、別個にまたは任意の適切な部分的組合せで提供されてもよい。本開示に関連する実施形態のすべての組合せは、本開示によって具体的に包含され、あたかもそれぞれのおよびすべての組合せが個別に明示的に開示されているかのように本明細書に開示される。さらに、様々な実施形態およびその要素のすべての部分的組合せもまた、本開示によって具体的に包含され、あたかもそのような部分的組み合わせのそれぞれおよびすべてが個別に明示的に本明細書に開示されているかのように本明細書に開示される。
サイトカイン
サイトカイン
【0086】
サイトカインは、通常、分子量が３０ｋＤａ未満（例えば、約５～２０ｋＤａ）のポリペプチドまたは糖タンパク質であり、異なる細胞型に、成長、分化および炎症性または抗炎症性シグナルを提供し、したがって細胞シグナル伝達において重要である。サイトカインは、刺激に反応して規定の期間に放出されることが最も多く、その作用の程度は、循環における半減期が限られているために短命である。結果として、サイトカインは通常、自己分泌またはパラ分泌効果を発揮する。一般的なルールの例外として、インターロイキン（ＩＬ）－７または造血成長因子などのサイトカインは、恒常的に連続的に産生される。サイトカイン標的細胞は、これらの細胞膜上に高親和性受容体を発現する。サイトカイン結合後、受容体は細胞内シグナル伝達を誘発し、遺伝子転写の改変をもたらす。それにより、サイトカインは、増殖および分化を改変し、特定の細胞機能を誘導または改変する。対応する受容体セットを発現する標的細胞は、異なるサイトカインへの曝露の濃度およびタイミングに由来する情報を統合する。したがって、異なるサイトカイン間の相乗作用または拮抗作用は、高度の複雑性を有する共通の特徴である。
【0087】
サイトカインは、免疫調節剤としての自己分泌、パラ分泌および内分泌シグナル伝達に関与することが示されている。サイトカインは、いくつかの方法で細胞活性を媒介する。サイトカインは、多能性造血幹細胞の増殖、成長、および分化を支援し、複雑な免疫系を構成する多様な細胞系統を含む膨大な数の前駆細胞へと変化させる。健全な免疫反応には、細胞成分間の適切でバランスのとれた相互作用が必要である。サイトカインが他の薬剤と併せて投与される場合、異なる細胞系統は異なる様式で反応することが多い。
【0088】
サイトカインには、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカインおよび腫瘍壊死因子が含まれるが、一般にホルモンまたは成長因子は含まれない。サイトカインは、マクロファージ、Ｂリンパ球、Ｔリンパ球およびマスト細胞などの免疫細胞、ならびに内皮細胞、線維芽細胞、および様々な間質細胞を含む広範囲の細胞によって産生され、所与のサイトカインは、２種類以上の細胞によって産生され得る。これらのサイトカインは細胞表面受容体を介して作用し、免疫系において特に重要であり、サイトカインは、体液性免疫反応と細胞性免疫反応との間のバランスを調節し、特定の細胞集団の成熟、成長、および反応性を調節する。サイトカインによっては、複雑な方法で他のサイトカインの作用を増強または阻害するものもある。これらのサイトカインは、重要な細胞シグナル伝達分子でもあるホルモンとは異なる。ホルモンは、より高い濃度で循環し、特定の種類の細胞によって作られる傾向がある。サイトカインは、健康および疾患において、特に感染、炎症、外傷、敗血症、癌、および生殖に対する宿主免疫反応において重要である。
【0089】
サイトカインは、一般に４つのタイプに分類される。（１）最大ファミリーであるＩＬ－２サブファミリー。これは、エリスロポエチン（ＥＰＯ）およびトロンボポエチン（ＴＰＯ）を含むいくつかの非免疫学的サイトカインを含有する。これらは、トポロジーによって長鎖および短鎖サイトカインに分類され得る。いくつかのメンバーは、これらの受容体の一部として共通のガンマ鎖を共有する。（２）インターフェロン（ＩＦＮ）サブファミリー。（３）ＩＬ－１０サブファミリー、および（４）主にＩＬ－１およびＩＬ－１８を含むＩＬ－１ファミリー。
【0090】
システインノットサイトカイン（ＩＰＲ０２９０３４）には、ＴＧＦ－β１、ＴＧＦ－β２およびＴＧＦ－β３を含むトランスフォーミング成長因子ベータスーパーファミリーのメンバーが含まれることも報告されている。加えて、ＩＬ－１７ファミリーには、細胞傷害効果を引き起こすＴ細胞の増殖を促進する際に特異的な効果を有するメンバーサイトカインが含まれる。
【0091】
Ｋｙｏｔｏ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｇｅｎｅｓ ａｎｄ Ｇｅｎｏｍｅｓによれば、サイトカインを９つの主要な群に分類することもできる。（１）ケモカイン、保存されたシステイン残基の数および配置に応じて、「Ｃ」、「ＣＣ」、「ＣＸＣ」および「ＣＸ３Ｃ」ケモカインにさらに細分することができる走化性活性を有する小さなサイトカイン、（２）造血成長因子（または造血因子）、すなわち、造血において顕著な役割を有するサイトカイン（これらは、それぞれの受容体に基づいて、さらに、「ｇｐ１３０（ＩＬ６ＳＴ）共有」、「ＩＬ１３ＲＡ１共有」、「ＩＬ１２ＲＢ１共有」、「ＩＬ３ＲＢ（ＣＳＦ２ＲＢ）共有」、「ＩＬＲＧ共有」および「その他」に分類され得る）、（３）インターロイキン－１ファミリーメンバー、（４）インターロイキン－１０ファミリーメンバー、（５）インターロイキン－１７ファミリーメンバー、（６）インターフェロン（ＩＦＮ）、（７）血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）ファミリーメンバー、（８）トランスフォーミング成長因子β（ＴＧＦβ）ファミリーメンバー、および（９）腫瘍壊死因子。
【0092】
免疫療法、特に臨床癌免疫療法におけるサイトカインの可能性に関するさらなる情報は、例えば、Ｃｈｕｌｐａｎｏｖａ Ｄ．Ｓ．ら、Ｆｒｏｎｔ．Ｃｅｌｌ Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．２０２０年６月３日、およびＢｅｒｒａｏｎｄｏ Ｐ．ら、Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ ｖｏｌｕｍｅ １２０，６－１５（２０１９）に見出され、これらは両方とも参照により組み込まれる。
【0093】
いくつかの例示的なサイトカインベースの癌免疫療法の分子的態様を以下により詳細に記載する。
ＩＬ－２
ＩＬ－２
【0094】
ＩＬ－２はサイトカインファミリーのメンバーであり、その各メンバーは４つのアルファヘリックスバンドルを有し、該ファミリーには、ＩＬ－４、ＩＬ－７、ＩＬ－９、ＩＬ－１５およびＩＬ－２１も含まれる。ＩＬ－２は、アルファ（ＣＤ２５）、ベータ（ＣＤ１２２）およびガンマ（ＣＤ１３２）と呼ばれる３本の鎖からなる複合体であるＩＬ－２受容体を介してシグナル伝達する。ガンマ鎖は、すべてのファミリーによって共有される。ＩＬ－２受容体（ＩＬ－２Ｒ）αサブユニットは、低い親和性（Ｋｄ約１０－８Ｍ）でＩＬ－２に結合する。ＩＬ－２とＣＤ２５単独の相互作用は、その短い細胞内鎖のためにシグナル伝達をもたらさないが、（βおよびγサブユニットに結合した場合）ＩＬ－２Ｒ親和性を１００倍増加させる能力を有する。ＩＬ－２Ｒのβおよびγサブユニットのヘテロ二量体化は、Ｔ細胞におけるシグナル伝達に不可欠である。ＩＬ－２は、中間親和性二量体ＣＤ１２２／ＣＤ１３２ ＩＬ－２Ｒ（Ｋｄ約１０－９Ｍ）または高親和性三量体ＣＤ２５／ＣＤ１２２／ＣＤ１３２ ＩＬ－２Ｒ（Ｋｄ約１０～１１Ｍ）のいずれかを介してシグナル伝達することができる。二量体ＩＬ－２ＲはメモリＣＤ８＋Ｔ細胞およびＮＫ細胞によって発現されるが、制御性Ｔ細胞および活性化Ｔ細胞は高レベルの三量体ＩＬ－２Ｒを発現する。
【0095】
インターロイキン２（ＩＬ－２）は、抗原刺激ＣＤ４＋Ｔ細胞、ならびにＮＫＴ細胞、ＣＤ８＋Ｔ細胞、肥満細胞およびＤＣによって主に産生される。ＩＬ－２は抗原活性化ＣＤ８＋Ｔ細胞の増殖を刺激することができ、内因性ＩＬ－２による処理はＣＤ２５、ＩＬ－２受容体の発現の増加をもたらし、これは次にＣＤ８＋Ｔ細胞の増殖を刺激する。ＩＬ－２は、ＣＤ８＋Ｔ細胞の表面上のＬＡＭＰ－１の発現を増加させ、免疫抑制受容体であるＰＤ－１の発現を減少させ、それによってＣＤ８＋Ｔ細胞の細胞傷害活性を媒介する。ＩＬ－２は、ＣＤ５６ｈｉｇｈＣＤ１６－受容体でＮＫ細胞の増大および活性化を刺激することができ、この集団の細胞傷害機能は活性化後に増加する。このサイトカインはまた、γδ Ｔ細胞の細胞傷害効果を増強し、ＣＤ６９および脱顆粒マーカーＣＤ１０７ａの発現およびＩＦＮ－γ分泌を増加させる。さらに、ＩＬ－２はまた、癌患者におけるＮＫＴ細胞の増大を促進することができる。ＩＬ－２ベースの治療は、抗腫瘍免疫反応の抑制に関連付けられたいくつかの重大な欠点、特にＴｒｅｇの刺激を有する。ＩＬ－２による刺激は、ＣＤ３＋Ｔ細胞の表面上のＣＤ２５、ＣＴＬＡ－４、およびＨＬＡ－ＤＲの発現の増加をもたらす。ＩＬ－２処置は、低用量治療中を含めて、ＣＤ３＋ＣＤ２５＋Ｔ細胞におけるＦＯＸＰ３の発現の増加およびＴｒｅｇ表現型の形成をもたらす。しかしながら、Ｔｒｅｇの機能を理解する上での最近の発見は、抗ＣＴＬＡ－４および抗ＰＤ－１などのＴｒｅｇ阻害剤と組み合わせたＩＬ－２の使用の新たな可能性を切り開いた。ＩＬ－１２とＩＬ－２１との組合せは、ＩＬ－２誘導性Ｔｒｅｇ活性化を阻止することも示されている。
【0096】
現在、ＩＬ－２は、ＮＫ細胞、Ｔ細胞、ＮＫＴ細胞、サイトカイン誘導性キラー（ＣＩＫ）細胞などの免疫細胞の増大のための癌免疫療法においてその役割を見出している。ＩＬ－２はまた、自己腫瘍溶解物によって刺激された自己樹状細胞を有する黒色腫、進行結腸直腸癌または卵巣癌の患者の処置、ならびにウイルスワクチンによる処置においてアジュバントとしても使用される。処置レジメンへのＩＬ－２の添加は、腫瘍抗原提示Ｔ細胞の増大の誘導に起因して、治療の有効性を高めることができる。
【0097】
ＩＬ－２はまた、ダカルバジン単独療法または抗ＶＥＧＦモノクローナル抗体（ｍＡｂ）単独療法と組み合わせた場合に、黒色腫患者を処置するのに有効であるが、ジヌツキシマブ（抗ＧＤ２ ｍＡｂ）と組み合わせた神経芽腫療法の有効性を増加させない。いくつかの臨床試験では、放射線療法とＩＬ－２併用の有効性も評価されている。
ＩＬ－１２
ＩＬ－１２
【0098】
インターロイキン１２は、十分に研究されている抗腫瘍活性を有する別のサイトカインであり、主に細胞傷害性細胞（ＣＤ８Ｔ細胞およびＮＫ細胞）およびＴｈ１細胞におけるＩＦＮ－γ産生の刺激によって媒介される。ＩＬ－１２は、抗原刺激に反応して樹状細胞、マクロファージ、好中球およびヒトＢリンパ芽球様細胞（ＮＣ－３７）によって天然に産生される。ＩＬ－１２は、インターロイキン－１２のファミリーに属する。ＩＬ－１２ファミリーは、ＩＬ－１２、ＩＬ－２３、ＩＬ－２７およびＩＬ－３５を含む唯一のヘテロ二量体サイトカインを含む点で独特である。
【0099】
ＩＬ－１２は、ＩＬ－１２Ｒβ１およびＩＬ－１２Ｒβ２によって形成されるヘテロ二量体受容体であるＩＬ－１２受容体に結合する。ＩＬ－１２Ｒβ２は、活性化されたＴ細胞上に見出され、Ｔｈ１細胞の発生を促進するサイトカインによって刺激され、Ｔｈ２細胞の発生を促進するサイトカインによって阻害されるため、ＩＬ－１２機能において主要な役割を果たすと考えられる。結合すると、ＩＬ－１２Ｒ－β２はチロシンリン酸化され、キナーゼ、Ｔｙｋ２およびＪａｋ２に対する結合部位を提供する。これらは、Ｔ細胞およびＮＫ細胞におけるＩＬ－１２シグナル伝達に関与するＳＴＡＴ４などの重要な転写因子タンパク質を活性化するのに重要である。この経路はＪＡＫ－ＳＴＡＴ経路として知られている。
【0100】
ＩＬ－１２による処置は、様々な程度の成功で、ＣＤ５６＋ＮＫ細胞の数の増加、ならびにＣＤ２およびＬＦＡ－１の発現をもたらし、最終的にＩＬ－１２処置ＮＫ細胞の細胞傷害性の増加をもたらす。ＩＬ－１２はまた、細胞傷害性ＣＤ８＋Ｔ細胞におけるＩＦＮ－γの産生を刺激し、おそらくＧｒｚｍＢの発現増加に起因して、これらの増殖活性および細胞傷害性を増強する。さらに、ＩＬ－１２刺激ＣＤ８Ｔ細胞は、Ｆａｓ媒介性アポトーシスによってＴＭＥ中のＴｒｅｇの数を減少させることができる。ＩＬ－１２はまた、Ｔｈ１細胞におけるナイーブＴｈ細胞の分化にも関与する。細胞および動物モデルにおける有望な結果により、ＩＬ－１２の臨床研究が促進された。しかしながら、癌の処置におけるＩＬ－１２の将来は、最初の臨床試験で観察された有意な副作用によって見通しがつかなかった。ＩＬ－１２投与の第Ｉ相試験スケジュールにおける確立されたプロトコルをわずかに修正したところ、重篤なＩＦＮ－γ媒介性毒性の発症につながり、１２人の患者が入院し、２人の患者が死亡した。ＩＬ－１２の臨床試験は継続され、より慎重に行われたが、最終的には、ＩＬ－１２は、皮膚Ｔ細胞リンパ腫（ＣＴＣＬ）、非ホジキンＢ細胞リンパ腫および後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）関連カポジ肉腫を有する患者を除いて、単独で、または様々な治療剤と組み合わせて、特定の有効性は示されていない。
ＩＬ－１５
ＩＬ－１５
【0101】
インターロイキン－１５（ＩＬ－１５）は、ＩＬ－２と同じファミリーに属し、多くの重複する機能を有する別のサイトカインである。ＩＬ－１５は、ＮＫ細胞、ＣＤ８＋メモリＴ細胞およびナイーブＣＤ８＋細胞の細胞溶解活性、サイトカイン分泌、増殖および生存の刺激に関与している（例えば、図１参照）。ＩＬ－１５は、多面的サイトカインとして、自然免疫および適応免疫において重要な役割を果たす。ＩＬ－１５は、マクロファージ、単球、樹状細胞および線維芽細胞を含む多数の細胞型によって構成的に発現される。ＩＬ－１５の発現は、例えば、サイトカイン（例えば、ＧＭ－ＣＳＦ）、二本鎖ｍＲＮＡ、非メチル化ＣｐＧオリゴヌクレオチド、Ｔｏｌｌ様受容体を介したリポ多糖、およびインターフェロン（例えば、ＩＦＮ－γ）によって、または例えば、ヘルペスウイルス、結核菌（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ）およびカンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ）による単球の感染後に刺激され得る。
【0102】
ＩＬ－１５は、Ｔ細胞およびＮＫ細胞上の特異的受容体複合体に結合する。ＩＬ－１５およびＩＬ－１５Ｒαは、活性化樹状細胞上および単球上に共発現され、ＩＬ－１５はＩＬ－１５Ｒαとの複合体で機能する。ＩＬ－１５／ＩＬ－１５αは、ヘテロ二量体として、Ｔ細胞およびＮＫ細胞上の２つの鎖、すなわちＩＬ－２Ｒβ（ＩＬ－１５ＲβまたはＣＤ１２２とも呼ばれる）およびγｃ（ＩＬ－２ＲＧ、ＣＤ１３２；γ－ｃ、または共通γ鎖とも呼ばれる）分子に結合する。β鎖およびγｃ鎖は、ＩＬ－２とＩＬ－１５との間で共有され、これらのサイトカインのシグナル伝達に不可欠である。
【0103】
ＩＬ－２／ＩＬ－１５βγｃ受容体複合体の共有と一致して、ＩＬ－１５は、インビトロでＩＬ－２の機能と同様の多くの機能を媒介することが示されている。これらは多くの生物学的活性を共有し、Ｔリンパ球の生存に同様の寄与を示す。ＩＬ－２とＩＬ－１５との間の生物学的差異は、例えば、これらの異なる産生部位、それぞれＩＬ－２αおよびＩＬ－１５Ｒαと呼ばれる膜受容体タンパク質との会合の強さ、およびこれらの余分な受容体分子の調節に起因する可能性が高いと考えられる。ＩＬ－２およびＩＬ－１５は、ＣＤ８＋メモリ細胞の数を調節する役割を果たす。
ＩＬ－２１
ＩＬ－２１
【0104】
ＩＬ－２ファミリーの別のメンバーであるインターロイキン２１は、癌処置における臨床使用について調査された。ＩＬ－２１は、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞およびウイルス感染細胞または癌性細胞を破壊し得る細胞傷害性Ｔ細胞を含む免疫系の細胞に対して強力な調節効果を有する。このサイトカインは、その標的細胞において細胞分裂／増殖を誘導する。
【0105】
ＩＬ－２１受容体（ＩＬ－２１Ｒ）は、Ｔ細胞、Ｂ細胞およびＮＫ細胞の表面に発現される。ＩＬ－２１Ｒは、ＩＬ－２ＲまたはＩＬ－１５などの他のＩ型サイトカインの受容体と構造が類似しており、ＩＬ－２１に結合するためには共通のガンマ鎖（γｃ）との二量体化を必要とする。ＩＬ－２１に結合すると、ＩＬ－２１受容体はＪａｋ／ＳＴＡＴ経路を介して作用し、Ｊａｋ１およびＪａｋ３ならびにＳＴＡＴ３ホモ二量体を利用してその標的遺伝子を活性化する。
【0106】
ＩＬ－２１の最も重要な機能の１つは、胚中心（ＧＣ）Ｂ細胞の増殖を刺激すること、ならびに形質細胞においてＣＤ４０Ｌ刺激Ｂ細胞の分化を誘導することである。しかしながら、ＩＬ－２１処置はまた、Ｂ１０細胞の数ならびにそれらが産生するＩＬ１０のレベルの増加をもたらす。ＩＬ－２１刺激後のＩＬ１０分泌の増加は、ＣＤ４＋、ＣＤ８＋Ｔ細胞においても観察される。ＩＬ－２１はまた、ＣＤ６９および天然の細胞傷害性受容体ＮＫｐ４６の発現を刺激し、細胞傷害活性を増加させることによってＮＫ細胞を活性化することができる。ＩＬ－２１は、Ｔｈ１７細胞におけるナイーブＣＤ４＋Ｔ細胞の分化を刺激し、ＩＬ１７、レチノイン酸受容体関連オーファン核受容体ガンマ（ＲＯＲγｔ）転写因子およびＩＬ－２３Ｒの発現を誘導する。また、このサイトカインは、Ｔｆｈの増殖および分化（誘導性Ｔ細胞共刺激因子（ＩＣＯＳ）の発現が増加する）の自己分泌刺激において重要な役割を果たす。ＩＬ－２１はＣＤ４＋ＣＤ２５＋ＦＯＸＰ３＋Ｔｒｅｇの恒常性を負に調節することが報告されている。しかしながら、臨床試験では、ＩＬ－２１の治療効果は、可溶性ＣＤ２５の分泌を分析することによって評価され、可溶性ＣＤ２５のレベルは、Ｔ細胞およびＮＫ細胞の活性化中に増加する。
【0107】
臨床試験は、ｒＩＬ－２１がステージＩＶの悪性黒色腫患者においてＣＤ３＋ＣＤ５６ ＮＫＴ様細胞の数を増加させることができ、ステージＩＶの結腸直腸癌患者においてＴ細胞およびＮＫ細胞も活性化することができることを示した。ＩＬ－２１と様々なｍＡｂとの組合せは、ＩＬ－２１とリツキシマブ（抗ＣＤ２０ ｍＡｂ）またはソラフェニブ（抗ＶＥＧＦ ｍＡｂ）との組合せが十分に忍容性であり、抗腫瘍活性を有することを示した。しかし、示された抗腫瘍活性へのＩＬ－２１の寄与は完全には決定されていない。
【0108】
インターロイキン２１は、そのファミリーの他のメンバーと同様に、Ｔ細胞およびＮＫ細胞を活性化および増殖させるために使用される。ＩＬ－２１をチェックポイント阻害剤または抗ＣＤ１９ ＣＡＲ Ｔ細胞と組み合わせた臨床試験がいくつか完了しており、現在も進行である。
インターフェロン
インターフェロン
【0109】
サイトカインの別の群であるインターフェロンもまた、癌免疫療法において有効であることが示されている。ＩＦＮは、機能および標的受容体に応じて、Ｉ型（α、β、ε、κ、ω）、ＩＩ型（γ）およびＩＩＩ型（λ）の３つのタイプに分けられる。ＩＦＮ－α２ａは、Ｉ型ＩＦＮが広範な免疫調節活性を有するため、慢性骨髄性白血病の処置のために最初に承認されたサイトカインであった。ＩＦＮ－αは、ＧＭ－ＣＳＦと共同してＤＣにおけるＣＤ１４＋単球の分化を刺激することができる。ＩＦＮ－α／ＧＭ－ＣＳＦ刺激は、癌患者のＤＣを含むＨＬＡ－ＤＲ、ＣＤ１１ｃ、ＣＤ８３、Ｂ７共刺激分子ＣＤ８０およびＣＤ８６の発現増加をもたらし、このようなＤＣはＣＤ４＋およびＣＤ８＋Ｔ細胞に抗原を効率的に提示することができる。しかしながら、ＩＦＮ－βは、成熟ＤＣがＴ細胞増殖を刺激し、ＩＦＮ－γ産生Ｔｈ１細胞に分化する能力を低下させる。ＤＣを介したＴ細胞に対するその明らかな効果に加えて、ＩＦＮ－αはまた、（抗原および共刺激分子と既に相互作用している）予め活性化されたＣＤ８＋Ｔ細胞のエフェクター機能を刺激することができ、活性化マーカーＣＤ３８およびＣＤ２５の数の増加ならびにＧｒｚｍＢ、ＴＲＡＩＬ、ＦａｓＬおよびＩＦＮ－γの発現の増加をもたらす。Ｉ型ＩＦＮは、ＣＤ４＋Ｔ細胞の分化に対して異なる効果を有し、Ｔｈ１細胞への極性化を支援し、Ｔｈ２およびＴｈ１７ Ｔ細胞表現型の形成を阻害する。Ｉ型ＩＦＮはまた、ＮＫ細胞の細胞傷害性の調節において重要な役割を果たすが、Ｉ型ＩＦＮ刺激がない場合の低い細胞傷害性は、ＩＬ－２による刺激によって克服され得る。
【0110】
ＩＦＮ－γは、抗腫瘍免疫反応を調節し、腫瘍細胞のアポトーシスを直接誘導することができるＩＩ型ＩＦＮサイトカインである。免疫系細胞の調節に関して、ＩＦＮ－γ治療は、様々な種類の腫瘍を有する患者において、ＣＤ１４ｈｉｇｈＣＤ１６＋単球の数の有意な増加、および全単球上のＭＨＣＩＩ発現の上昇をもたらすことが示された。活性化ＮＫ細胞の数も増加する（ＮＫ受容体活性化マーカーＮＫｐ３０の発現は、ＣＤ５６ｈｉｇｈおよびＣＤ５６ｌｏｗＮＫ細胞の両方で増加した）。さらに、マウスモデルにおけるいくつかの研究は、ＩＦＮ－γがＣＤ８６＋ｉＮＯＳ＋Ｍ１マクロファージへの極性化を調節することができ、ＮＯを放出することによって腫瘍細胞増殖を阻害することができることを示している。それにもかかわらず、ＩＦＮ－γは、実験的自己免疫性脳脊髄炎のマウスモデルにおいて、ＣＤ４＋ＴｒｅｇのＣＤ４＋ＣＤ２５－Ｔ細胞の分化を刺激し、同様にＴｈ２細胞の増殖を阻害する。しかしながら、癌患者における様々なＴ細胞集団に対するＩＦＮ－γの効果は、より詳細な調査を必要とする。さらに、ＩＦＮ－γの腫瘍促進効果の証拠があり、これも研究者の注意を必要とする。
【0111】
Ｉ型インターフェロンは、臨床試験において様々な治療剤と積極的に併用されている（ＮＣＴ０３１１２５９０）。いくつかの臨床試験では、ＩＦＮ－αまたはＩＦＮ－βを使用して、ＤＣワクチン接種腫瘍特異的抗原による治療を受けた患者の免疫反応を刺激した。ワクチン接種自体は、必ずしもＯＳの増加をもたらしたわけでもなく、いくつかの有望な結果を示したわけでもない。しかしながら、ＩＦＮ－α投与は、単一ワクチンと比較してＯＳを有意に増加させることができる場合があった。
【0112】
インターフェロンはまた、様々なタイプの腫瘍の処置のために化学療法およびｍＡｂと併用されてきた。ＩＦＮ－βとテモゾロミドとの併用は、神経膠芽腫患者においていかなる有望な結果も示さなかった。また、ＩＦＮとベバシズマブとの併用（抗ＶＥＧＦ ｍＡｂ）は、転移性腎細胞癌を処置するために通常使用されるベバシズマブ＋エベロリムスの併用と比較して、あまり有益性を示さなかった。
【0113】
一般に、ＩＦＮと免疫チェックポイント阻害剤との併用の有効性を評価するための進行中の臨床試験は多くなく、ほとんどの場合、進行性黒色腫の処置に対する阻害剤の有効性を評価するためにＩＦＮ－α単独療法が参考として使用される。しかしながら、ＩＦＮ－αおよびペンブロリズマブの臨床試験は安全性を示したが、ＩＦＮ－α＋ペンブロリズマブの併用の抗腫瘍活性は限られていた。ＰＤ－１阻害剤を用いたＩＦＮ－γのいくつかの臨床試験が進行中である。
定量系薬理学
定量系薬理学
【0114】
上述したように、ファーマコメトリクスにおける著しい科学的進歩は、ファーマコメトリクス的分析が、試験が困難な集団または臨床シナリオについて複雑で多様なデータの薬物情報をシミュレートすることによって薬物開発プロセスの効率を改善することを示唆している。本明細書に記載のＱＳＰモデルは、（１）臨床試験の設計を支援し、（２）臨床的に関連する共変量を同定し、（３）薬物動態および曝露－反応プロファイルを特徴付け、（４）分子を設計し、（５）前臨床データを臨床データに変換し、（６）特殊な集団、例えば小児科または老人科に対する有効性を推定するために使用され得る。
【0115】
ファーマコメトリクスを使用することで、薬物の安全性および有効性を支援し、最適化するための効率的かつ費用効果の高いアプローチを提供することができる。例えば、ＰＫを生物学的経路調節の機構的モデルと結び付ける、本明細書に記載されるＱＳＰモデルなどの定量的システム薬理学（ＱＳＰ）モデルが非常に有用であり得る。本明細書に記載されるＱＳＰモデルは、生物学的パラメータおよび薬物特異的パラメータの分離を可能にし、したがって、種間トランスレーショナル能力が向上する。この特性は、ＱＳＰモデルが、マウスとヒトとの間で薬物特異的パラメータを同じに保ちながら、ヒト特異的生物学的パラメータを使用して再パラメータ化され得るため（これらは薬物の特性であるため）、免疫腫瘍薬のトランスレーショナルモデリングに理想的に適している。
【0116】
ＱＳＰは、システム生物学とシステム薬理学の計算モデルを組み合わせる。ハイスループット技術（ゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、およびメタボロミクス）ならびにコンピュータおよびバイオインフォマティクスの方法の開発に伴い、システム生物学およびシステム薬理学のモデリングは、ヒトの生物学および疾患の進行を理解し、薬物候補の有効性および安全性を予測するためにますます利用されるようになってきた。ＱＳＰ適用の例には、生体系、疾患プロセス、および薬物薬理学を特徴付けるための数学的コンピュータモデルの使用が含まれる。ＱＳＰは、システム薬理学の観点を使用して、薬物動態（ＰＫ）、薬力学（ＰＤ）、および疾患プロセスのメカニズムをモデル化することに焦点を当てたファーマコメトリクスのサブ分野と見なすことができる。ＱＳＰモデルは、典型的には、薬物と生体系との間の相互作用の動的特性を示す常微分方程式（ＯＤＥ）系によって定義される。
【0117】
新薬開発におけるＱＳＰの早期介入および全面的な関与は、モデル主導の薬物開発モデルを形成して、創薬および科学的承認の効率を改善し、研究開発のコストを削減し、新薬の市場投入までの時間を短縮することができる。
【0118】
ＱＳＰを使用して、インシリコで生物学的／薬理学的仮説を生成し、インビトロまたはインビボの非臨床および臨床実験の設計を支援することができる。これは、より有意なデータが得られるように、生物医学実験を導くのに役立ち得る。ＱＳＰは、新しい治療法の発見および開発を導くのを助けるために、医薬品の研究開発においてこの目的のためにますます使用されており、ＱＳＰは、臨床薬理学審査においてＦＤＡによって使用されている。
【0119】
本明細書に記載のＱＳＰモデルは、複数の区画において特定の種類の免疫細胞を増殖させる能力について、サイトカイン（例えば、免疫刺激性サイトカイン）などの目的の分子を評価するために使用され得る。本明細書に記載のＱＳＰモデルは、追加的および／または代替的に、サイトカイン分子の有効用量を含む有効な処置計画を決定し、経時的な患者の様々な生理学的区画におけるリンパ球の分布を予測するなどのために用いられ得る。
【0120】
図１４は、いくつかの例示的な実施形態による、分析システム１４００の一例を示すシステム図を示す。図１４を参照すると、分析システム１４００は、分析エンジン１４０２（例えば、モデリングエンジン）、データストア１４０４、クライアントデバイス１４０６、およびＱＳＰモデル１４０８を含み得る。図１４に示すように、分析エンジン１４０２、データストア１４０４、クライアントデバイス１４０６、およびＱＳＰモデル１４０８は、ネットワーク１４０５を介して通信可能に結合されてもよい。ネットワーク１４０５は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）、インターネットなどを含む有線ネットワークおよび／または無線ネットワークであってもよい。いくつかの実施態様では、分析エンジン１４０２、ＱＳＰモデル１４０８、データストア１４０４、および／またはクライアントデバイス１４０６は、同じデバイス内に含まれてもよく、および／または同じデバイス上で動作してもよい。クライアントデバイス１４０６は、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ウェアラブル装置、仮想アシスタント、モノのインターネット（ＩｏＴ）アプライアンスなどを含むプロセッサベースのデバイスであってもよいことを理解されたい。分析エンジン１４０２は、少なくとも１つのデータプロセッサと、少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると、本明細書に記載されるような１つまたは複数の動作を実行する命令を記憶する少なくとも１つのメモリとを含む。クライアントデバイス１４０６は、視覚化１４４５を介してＱＳＰモデル１４０８の出力を表示し得る。データストア１４０４は、入力臨床データおよび／または分析エンジン１４０２によって行われた１つもしくは複数の判定を記憶し得る。
【0121】
図３Ａは、本主題の実施形態と一致する、ＱＳＰモデル１４０８の例示的なアーキテクチャ３００を概略的に示す。上述したように、ＱＳＰモデル１４０８は、本主題の実施形態と一致するサイトカイン分子による処置後の薬物：受容体結合およびリンパ球増大のインビボ動態を記載する。
【0122】
サイトカイン分子は、患者の免疫系を刺激し、および／または本明細書に記載のリンパ球の増大を増殖させる任意のサイトカインであってもよい。例えば、サイトカイン分子は、本明細書に記載されるように、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンを含み得る。追加的および／または代替的に、サイトカイン分子は、Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋまたはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋを含み得る。Ｘｍａｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ、および／またはＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋはそれぞれ、ＩＬ－２、ＩＬ－７、ＩＬ－１２、ＩＬ－１５、ＩＬ－２１、およびインターフェロンのうちの少なくとも１つを含み得る。Ｘｍａｂ２４３０６（２０２として表される）およびＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ（２０４として表される）の一例を図２に示す。追加的および／または代替的に、サイトカイン分子は、対応するインターロイキン受容体（例えば、ＩＬ－１５受容体など）などのその同族受容体をアゴナイズする（例えば、標的とする）操作されたサイトカインを含み得る。
【0123】
一例において、サイトカイン分子は、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子である。二重特異性分子の第１のアームには、各標的リンパ球のインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）が結合し、二重特異性分子の第２のアームには、各標的リンパ球のＰＤ１受容体が結合する。別の例として、サイトカイン分子は、第１の標的に結合することができる第１のポリペプチド領域と、第２の標的に結合することができる第２のポリペプチド領域とを含む多価ポリペプチドであってもよい。本例では、第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている。ここで、第１の標的は、サイトカイン分子の第１の受容体（例えば、ＩＬ－１５Ｒ）であってもよく、第２の標的は、サイトカイン分子の第２の受容体（例えば、ＰＤ１）であってもよい。第１のポリペプチド領域が第１の標的に結合すると、第２の標的に対する第２のポリペプチド領域の結合親和性が結合活性を介して増加し得る。さらに、第２の標的への第２のポリペプチド領域の結合は、第１のポリペプチド領域が第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有する。いくつかの実施形態において、第１の標的はサイトカインまたはサイトカイン受容体であり、第２の標的はサイトカインの天然リガンドを含む。
【0124】
いくつかの実施形態において、第１および第２のポリペプチド領域の少なくとも１つは、標的分子、例えば、サイトカイン、サイトカイン受容体、またはサイトカインのリガンドに結合する結合部分を含む。いくつかの実施形態において、結合部分は、抗体またはその機能的抗原結合フラグメントの１つまたは複数の抗原結合決定基を含む。遮断抗体および非遮断抗体の両方が適している。「遮断」抗体または「アンタゴニスト」抗体とは、それが結合する抗原の生物学的または機能的活性を防止、阻害、遮断、または低減する抗体を指す。遮断抗体またはアンタゴニスト抗体は、抗原の生物学的活性または機能を実質的または完全に防止、阻害、遮断または低減することができる。
【0125】
「抗原結合フラグメント」とは、一般に、例えば、ダイアボディ、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆｖフラグメント、ジスルフィド安定化Ｆｖフラグメント（ｄｓＦｖ）、（ｄｓＦｖ）２、二重特異性ｄｓＦｖ（ｄｓＦｖ－ｄｓＦｖ’）、ジスルフィド安定化ダイアボディ（ｄｓダイアボディ）、一本鎖抗体分子（ｓｃＦｖ）、ｓｃＦｖ二量体（例えば、二価ダイアボディ－ｂｉ－ｓｃＦｖまたは二価ダイアボディ－ジ－ｓｃＦｖ）、または抗体の１つもしくは複数の相補性決定領域（ＣＤＲ）を含む抗体の一部から形成された多重特異性抗体などの抗体フラグメントを指す。抗原結合部分は、天然由来ポリペプチド、非ヒト動物の免疫化によって産生された抗体、または他の供給源（例えば、ラクダ類）から得られた抗原結合部分を含むことができる。抗原結合部分は、所望のおよび／または改善された特性を提供するように、操作、合成、設計、ヒト化または修飾され得る。
【0126】
いくつかの実施形態において、サイトカイン分子はポリペプチドである。いくつかの実施形態において、サイトカイン分子は、多価ポリペプチドである。いくつかの実施形態において、本開示の多価ポリペプチドは、それぞれが標的タンパク質に対する特異的結合を有する少なくとも２つの結合部分を含む多価抗体（例えば、二価抗体または三価抗体）である。いくつかの実施形態において、結合部分は、同じ標的タンパク質に対する特異的結合を有する。このような抗体は、多価の単一特異性抗体である。いくつかの実施形態において、結合部分は、少なくとも２つの異なる標的タンパク質に対する特異的結合を有する。このような抗体は、多価多重特異性抗体（例えば、二重特異性、三重特異性など）である。したがって、本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、（ｉ）サイトカインまたはサイトカイン受容体に特異的な第１のポリペプチド領域、および（ｉｉ）サイトカインのリガンドに特異的な第２のポリペプチド領域を含む多価抗体またはその機能性フラグメントに関し、第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に作動可能に連結されている。したがって、いくつかの実施形態において、開示される多価抗体は、二価の単一特異性抗体であり得る。いくつかの実施形態において、開示される多価抗体は、三価の単一特異性抗体であり得る。いくつかの実施形態において、開示される多価抗体は、二価の二重特異性抗体であり得る。
【0127】
第１のポリペプチド領域および第２のポリペプチド領域のそれぞれの標的への結合は、標的の天然リガンドと競合的または非競合的のいずれかであり得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態において、目的の分子の第１のポリペプチド領域および／または第２のポリペプチド領域のそれぞれの標的への結合は、リガンド遮断であり得る。いくつかの他の実施形態では、第１のポリペプチド領域および／または第２のポリペプチド領域のそれぞれの標的への結合は、標的の天然リガンドの結合を遮断しない。本明細書で使用される場合、本明細書で使用される「多価ポリペプチド」という用語は、互いに作動可能に連結された２つ以上の標的結合領域を含むポリペプチドを指す。例えば、本開示の「二価」ポリペプチドは２つの標的結合領域を含み、本開示の「三価」ポリペプチドは３つの標的結合領域を含む。ポリペプチド領域のアミノ酸配列は、通常、多価ポリペプチド中で一緒にされた別々のタンパク質中に存在してもよく、またはそれらは通常、同じタンパク質中に存在するが、多価ポリペプチド中で新しい配置で配置されてもよい。多価ポリペプチドは、例えば、化学合成によって、またはペプチド領域が所望の関係でコードされているポリヌクレオチドを作製および翻訳することによって作製され得る。
【0128】
分子、例えば、本開示の多価ポリペプチドおよび多価抗体の、その標的への結合活性は、当技術分野で公知の任意の適切な方法によってアッセイされ得る。例えば、本開示の多価ポリペプチドおよび多価抗体の結合活性は、例えば、スキャッチャード分析によって決定され得る。特異的結合は、競合ＥＬＩＳＡ、ＢＩＡＣＯＲＥ（登録商標）アッセイおよび／またはＫＩＮＥＸＡ（登録商標）アッセイを含むがこれらに限定されない当技術分野で公知の技術を使用して評価されてもよい。サイトカイン分子に特異的に結合する抗体またはポリペプチドを選択するために、様々なアッセイ形式が使用され得る。例えば、固相ＥＬＩＳＡイムノアッセイ、免疫沈降、Ｂｉａｃｏｒｅ（ＧＥヘルスケア、ピスカタウェイ、ニュージャージー州）、ＫｉｎＥｘＡ、蛍光活性化細胞選別（ＦＡＣＳ）、Ｏｃｔｅｔ（カリフォルニア州メンロパーク所在のＦｏｒｔｅＢｉｏ，Ｉｎｃ．）およびウエスタンブロット分析は、抗原もしくは受容体と特異的に反応する抗体のポリペプチド、または同族リガンドもしくは結合パートナーと特異的に結合するそのリガンド結合部分を同定するために使用され得る多くのアッセイのうちの一つである。
【0129】
目的のポリペプチド、例えば、第１の標的、例えば、サイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができる多価ポリペプチドのポリペプチド領域を「第１の」ポリペプチド領域として、および第２の標的、例えば、サイトカインの天然リガンドに結合することができる多価ポリペプチドのポリペプチド領域を「第２の」ポリペプチド領域として指定することは、多価ポリペプチド内の「第１の」および「第２の」ポリペプチド領域の特定の構造的配置を暗示することを意図しない。非限定的な例として、本開示のいくつかの実施形態において、多価ポリペプチドまたは多価抗体は、（ｉ）サイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができるＮ末端ポリペプチド領域、および（ｉｉ）サイトカインの天然リガンドに結合することができるポリペプチド領域を含むＣ末端ポリペプチド領域を含み得る。他の実施形態では、多価ポリペプチドまたは多価抗体は、サイトカインの天然リガンドに結合することができるＮ末端ポリペプチド領域およびサイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができるＣ末端ポリペプチド領域を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、多価ポリペプチドまたは多価抗体は、サイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができる２つ以上のポリペプチド領域、および／またはサイトカインの天然リガンドに結合することができる２つ以上のポリペプチド領域を含み得る。したがって、いくつかの実施形態において、多価ポリペプチドまたは多価抗体の第１のアミノ酸配列は、それぞれがサイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができる少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域を含む。いくつかの実施形態において、第１のアミノ酸配列の少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域はそれぞれ、同じサイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第１のアミノ酸配列の少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域はそれぞれ、異なるサイトカインまたはサイトカイン受容体に結合することができる。いくつかの実施形態において、多価ポリペプチドまたは多価抗体の第２のアミノ酸配列は、それぞれ受容体の天然リガンドに結合することができる少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域を含む。いくつかの実施形態において、第２のアミノ酸配列の少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域はそれぞれ、受容体の天然リガンドと同じものに結合することができる。いくつかの実施形態において、第１のアミノ酸配列の少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０個のポリペプチド領域はそれぞれ、受容体の異なる天然リガンドに結合することができる。
【0130】
いくつかの実施形態において、多価ポリペプチドまたは多価抗体の第１のポリペプチド領域は、第２のポリペプチド領域に直接連結される。いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域は、少なくとも１つの共有結合を介して第２のポリペプチド領域に直接連結される。いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域は、少なくとも１つのペプチド結合を介して第２のポリペプチド領域に直接連結される。いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域のＣ末端アミノ酸は、第２のポリペプチド領域のＮ末端アミノ酸に作動可能に連結され得る。あるいは、ポリペプチド領域のＮ末端アミノ酸は、第２のポリペプチド領域のＣ末端アミノ酸に作動可能に連結され得る。
【0131】
いくつかの実施形態において、多価ポリペプチドまたは多価抗体の第１のポリペプチド領域は、リンカーを介して第２のポリペプチド領域に作動可能に連結される。本明細書に記載の多価ポリペプチドに使用することができるリンカーには特に制限はない。いくつかの実施形態において、リンカーは、例えば化学架橋剤などの合成化合物リンカーである。市販されている好適な架橋剤の非限定的な例としては、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、ジスクシンイミジルスベレート（ＤＳＳ）、ビス（スルホスクシンイミジル）スベレート（ＢＳ３）、ジチオビス（スクシンイミジルプロピオネート）（ＤＳＰ）、ジチオビス（スルホスクシンイミジルプロピオネート）（ＤＴＳＳＰ）、エチレングリコールビス（スクシンイミジルスクシネート）（ＥＧＳ）、エチレングリコールビス（スルホスクシンイミジルスクシネート）（スルホ－ＥＧＳ）、ジスクシンイミジルタルトレート（ＤＳＴ）、ジスルホスクシンイミジルタルトレート（スルホ－ＤＳＴ）、ビス［２－（スクシンイミドオキシカルボニルオキシ）エチル］スルホン（ＢＳＯＣＯＥＳ）、およびビス［２－（スルホスクシンイミドオキシカルボニルオキシ）エチル］スルホン（スルホ－ＢＳＯＣＯＥＳ）が挙げられる。
【0132】
いくつかの実施形態において、本明細書に開示される多価ポリペプチドまたは多価抗体の第１のポリペプチド領域は、ポリペプチドリンカー（ペプチド結合）を介して第２のポリペプチド領域に作動可能に連結される。一部の実施形態では、約１～１００個のアミノ酸残基（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０個などのアミノ酸残基）を含む一本鎖ポリペプチド配列を含むポリペプチドリンカーを、ポリペプチドリンカーとして使用することができる。いくつかの実施形態において、リンカーポリペプチド配列は、約５～５０、約１０～６０、約２０～７０、約３０～８０、約４０～９０、約５０～１００、約６０～８０、約７０～１００、約３０～６０、約２０～８０、約３０～９０個のアミノ酸残基を含む。いくつかの実施形態において、リンカーポリペプチド配列は、約１～１０、約５～１５、約１０～２０、約１５～２５、約２０～４０、約３０～５０、約４０～６０、約５０～７０個のアミノ酸残基を含む。いくつかの実施形態において、リンカーポリペプチド配列は、約４０～７０、約５０～８０、約６０～８０、約７０～９０、または約８０～１００個のアミノ酸残基を含む。いくつかの実施形態において、リンカーポリペプチド配列は、約１～１０個、約５～１５個、約１０～２０個、約１５～２５個のアミノ酸残基を含む。
【0133】
いくつかの実施形態において、第１のポリペプチド領域は、ＩＬ－１５受容体（ＣＤ１２２）またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第１の標的はＩＬ－１５Ｒまたはその変異体である。いくつかの実施形態において、第２のポリペプチド領域は、ＰＤ１またはその変異体に結合することができる。いくつかの実施形態において、第２の標的はＰＤ１またはその変異体である。
【0134】
いくつかの実施形態において、サイトカイン分子は、第１の領域が第１の標的に結合するときに、第２の標的に対する第２の領域の結合活性が増加するように構成される。いくつかの実施形態において、第２の標的に対する第２の領域の結合活性は、第１の領域が第１の標的に結合するとき、少なくとも２０％、例えば、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％増加する。いくつかの実施形態において、第２の標的に対する第２の領域の結合活性は、第１の領域が第１の標的に結合するとき、２０％から９５％に、例えば、２０％から５０％に、３０％から６０％に、４０％から８０％に、５０％から９５％に、２５％から７０％に、４０％から６０％に、３０％から８０％に、４０％から９５％に、または６０％から９５％に増加する。いくつかの実施形態において、サイトカイン分子は、第２の標的への第２の領域の結合が、第１の領域が第１の標的に結合する場合により高い第２の相互作用のＫｄを有するように構成される。いくつかの実施形態において、サイトカイン分子は、第２の標的への第２の領域の結合が、第１の領域が第１の標的に結合するとき、少なくとも２０％、例えば、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％高い第２の相互作用のＫｄを有するように構成される。いくつかの実施形態において、サイトカイン分子は、第２の標的への第２の領域の結合が、第１の領域が第１の標的に結合するとき、約２０％～９５％、例えば、２０％～５０％、３０％～６０％、４０％～８０％、５０％～９５％、２５％～７０％、４０％～６０％、３０％～８０％、４０％～９５％または６０％～９５％高い第２の相互作用のＫｄを有するように構成される。
【0135】
図３Ａに戻って参照すると、ＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００は、複数の生理学的区画を含む。例えば、アーキテクチャ３００は、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、リンパ区画３０８、および腫瘍区画３０８を含む。密区画３０４は、被検体（例えば、患者、カニクイザルなど）の筋肉、皮膚、脂肪、および／または脳組織を含んでもよい。漏出区画３０６は、被検体の肝臓、腎臓、心臓、肺、脾臓、生きているヌード、骨、および／または腸を含んでもよい。腫瘍区画３０８は、臨床シミュレーションのために含まれ得る。腫瘍区画３０８は、サイトカイン分子によって処置されるように構成された腫瘍の部位を含み得る。アーキテクチャ３００に含まれる特定の生理学的区画は、ＱＳＰモデル１４０８に基づいて生成された予測の精度を改善し、複数の生理学的区画内および生理学的区画間のリンパ球挙動をより正確に追跡し、リンパ球の分布をより正確に決定するために選択された。したがって、いくつかの実施態様では、ＱＳＰモデル１４０８に含まれる複数の生理学的区画は、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、およびリンパ区画３０８のみ、および／またはそれらのすべてである。他の実施態様では、ＱＳＰモデル１４０８に含まれる複数の生理学的区画は、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、リンパ区画３０８、および腫瘍区画３０８のみである。
【0136】
ＱＳＰモデル１４０８は、少なくとも１つの標的リンパ球に対応する少なくとも１つのリンパ球集団を追跡し得る。少なくとも１つの標的リンパ球は、サイトカイン分子によって標的化される。被検体へのサイトカインの送達後の少なくとも１つの標的リンパ球の挙動は、ＱＳＰモデル１４０８に基づいて決定され得る。少なくとも１つの標的リンパ球は、複数の標的リンパ球を含み得る。複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞（例えば、ガンマデルタ（ｇｄ）Ｔ細胞）３１６、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８を含む。アーキテクチャ３００に含まれる複数の標的リンパ球の特定の標的リンパ球は、ＱＳＰモデル１４０８に基づいて生成された予測の精度を改善し、複数の生理学的区画内および複数の生理学的区画間のリンパ球挙動をより正確に追跡し、リンパ球の分布をより正確に決定するために選択された。したがって、いくつかの実施態様では、ＱＳＰモデル１４０８に含まれる複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞３１６、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８のみ、および／またはそれらのすべてである。
【0137】
複数の標的リンパ球（例えば、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞３１６、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８）はそれぞれ、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団（ＰＤ１ｈｉ細胞）および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団（ＰＤ１ｌｏ細胞）を含み得る。例えば、図３Ａの３３０に示されるように、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２は、ＰＤ１ｈｉ細胞の第１の亜集団３３２およびＰＤ１ｌｏ細胞の第２の亜集団３３４を含む。ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２のみが、ＰＤ１ｈｉ細胞３３２の第１の亜集団およびＰＤ１ｌｏ細胞３３４の第２の亜集団を有するものとして図３Ａに示されているが、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞３１６、および／またはナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８は、ＰＤ１ｈｉ細胞３３２の第１の亜集団およびＰＤ１ｌｏ細胞３３４の第２の亜集団を含み得る。
【0138】
追加的および／または代替的に、いくつかの実施形態において、複数の標的リンパ球は、Ｂ細胞、単球、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、ナチュラルキラーＴ（ＮＫＴ）細胞、好塩基球、好酸球、好中球、樹状細胞、マクロファージ、制御性Ｔ細胞、ヘルパーＴ細胞（ＴＨ）、細胞傷害性Ｔ細胞（ＴＣＴＬ）、メモリＴ細胞、ガンマデルタ（γδ）Ｔ細胞（例えば、二重陰性Ｔ細胞）、造血幹細胞、および／または造血幹細胞前駆細胞を含む。
【0139】
いくつかの実施形態において、複数の標的リンパ球は、Ｔリンパ球またはＴリンパ球前駆体を含む。いくつかの実施形態において、Ｔリンパ球はＣＤ４＋Ｔ細胞またはＣＤ８＋Ｔ細胞である。いくつかの実施形態において、Ｔリンパ球は、ナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞、セントラルメモリＣＤ８＋Ｔ細胞、エフェクターメモリＣＤ８＋Ｔ細胞、エフェクターＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ８＋幹メモリＴ細胞、およびバルクＣＤ８＋Ｔ細胞からなる群から選択されるＣＤ８＋Ｔ細胞傷害性リンパ球である。いくつかの実施形態において、Ｔリンパ球は、ナイーブＣＤ４＋Ｔ細胞、セントラルメモリＣＤ４＋Ｔ細胞、エフェクターメモリＣＤ４＋Ｔ細胞、エフェクターＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋幹メモリＴ細胞、およびバルクＣＤ４＋Ｔ細胞からなる群から選択されるＣＤ４＋Ｔヘルパーリンパ球である。
【0140】
いくつかの実施形態において、複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタ（γδ）Ｔ細胞、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、またはこれらのいずれかの組合せを含む。いくつかの実施形態において、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞はＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞はＣＤ５６ｈｉおよびＰＤ１ｈｉ細胞である。いくつかの実施形態において、ＮＫ細胞は、ＰＤ１ｌｏ細胞およびＣＤ１６＋細胞である。
【0141】
サイトカイン分子は、複数の生理学的区画のそれぞれに輸送され、複数の標的リンパ球は、リンパ区画３０８を除いて、複数の生理学的区画のそれぞれに輸送される。例えば、いくつかの実施形態において、複数の生理学的区画の少なくとも一部またはすべては、複数の標的リンパ球を含む。例えば、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、および腫瘍区画３０８は、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞３１６、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８を含む複数のリンパ球のそれぞれを含み得る。
【0142】
いくつかの実施形態において、複数の標的リンパ球の各標的リンパ球は、ベースラインの産生、死、増殖、および複数の生理学的区画の内外への輸送を支配する動態パラメータを有する。例えば、ＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００は、複数の生理学的区画の各区画内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータを含む。動態パラメータは、複数の生理学的区画のそれぞれにおける量、増殖、増大、収縮、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含み得る。ＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００は、追加的および／または代替的に、複数の生理学的区画（リンパ区画３０８を除く）のそれぞれの間の複数の標的リンパ球の輸送を含み得る。
【0143】
例えば、アーキテクチャ３００は、中央区画３０２と密区画３０４との間、中央区画３０２と漏出区画３０６との間、および中央区画３０２と腫瘍区画３０８との間の複数の標的リンパ球の輸送（例えば、輸送率を介して）を含み得る。このような実施形態は、複数の標的リンパ球の、中央区画３０２から密区画３０４への、密区画３０４から中央区画３０２への、中央区画３０２から漏出区画３０６への、漏出区画３０６から中央区画３０２への、中央区画３０２から腫瘍区画３０８への、および／または腫瘍区画３０８から中央区画３０２への輸送（例えば、輸送率を介して）を含み得る。他の実施形態では、アーキテクチャ３００は、密区画３０４、漏出区画３０６、および腫瘍区画３０８の間の複数の標的リンパ球の輸送を含む。
【0144】
再び図３Ａを参照すると、ＱＳＰモデル１４０８は、対応する生理学的区画のそれぞれにおける複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のＩＬ－１５およびＰＤ１受容体発現を追跡する。いくつかの実施形態において、ＩＬ－１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）３２０は、サイトカイン分子２０２、２０４（例えば、Ｘｍａｂ２４３０６ ２０２またはＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ ２０４のＩＬ－１５アーム）に結合する。ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ ２０４のＰＤ１アームは、ＰＤ１受容体３２２に結合する。ＱＳＰモデル１４０８は、結合活性を特に含み得る。さらに、ＱＳＰモデル１４０８は、各対応する生理学的区画内のすべての標的リンパ球の表面における遊離受容体、サイトカイン分子の一方のアームのみに結合した受容体、および完全な薬物：受容体複合体の濃度を追跡し得る。
【0145】
例えば、図３Ａに示すように、複数の生理学的区画の少なくとも一部またはすべては、サイトカイン分子を含む。例えば、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、腫瘍区画３０８およびリンパ区画３０８は、サイトカイン分子（例えば、本明細書に記載されるＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ ２０４、ＸｍＡｂ－２４３０６および／または別のサイトカイン分子）を含み得る。サイトカイン分子は、複数の生理学的区画のそれぞれの中のサイトカイン分子の挙動を支配する結合パラメータを有する。例えば、結合パラメータは、複数の生理学的区画のそれぞれの中のサイトカイン分子の親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含む。
【0146】
いくつかの実施形態において、結合パラメータには、複数の生理学的区画（例えば、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、腫瘍区画３０８、およびリンパ区画３１０）のそれぞれの中の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６および／または腫瘍区画３０８の中の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、ならびに中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６および／または腫瘍区画３０８の中の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度のうちの少なくとも１つが含まれる。
【0147】
図３Ｂは、ＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００に含まれる動態パラメータおよび／または結合パラメータの例３５０を概略的に示す。例えば、上述したように、動態パラメータは、複数の標的リンパ球（図３ＢにおいてＣＤ８＋Ｔ細胞３１２として表される）のそれぞれについて、増殖３５２、産生３５４、および死亡率３５６のうちの少なくとも１つを含み得る。上述したように、アーキテクチャ３００はまた、複数の生理学的区画のそれぞれ対応する区画への輸送率（３５８として示される）および／または複数の生理学的区画のそれぞれからの輸送率（３６０として示される）を含み得る。再び図３Ｂを参照すると、アーキテクチャ３００は、各標的リンパ球の表面におけるＰＤ１受容体３２２および／またはＩＬ１５Ｒ ３２０の発現に対応する合成３６１および分解３６２などの結合パラメータを含み得る。これにより、各標的リンパ球の表面におけるＰＤ１受容体３２２およびＩＬ１５Ｒ ３２０の追跡が可能になる。再び図３Ｂを参照すると、上述したように、アーキテクチャ３００は、サイトカイン分子ならびにＰＤ１受容体３２２およびＩＬ１５Ｒ ３２０（例えば、３６６において）のそれぞれに対応する結合活性３６４を特に含み得る。図３Ｂは、標的リンパ球（例えば、ＣＤ８＋Ｔ細胞３１２）の一例およびサイトカイン分子（例えば、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋサイトカイン分子２０４）の一例を示すが、ＣＤ４＋Ｔ細胞３１４、ＣＤ４－／ＣＤ８－（二重陰性）Ｔ細胞３１６、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞３１８、ならびにＸｍＡｂ－２４３０６ ２０２または他のサイトカイン分子について、同じ結合パラメータおよび／または動態パラメータがアーキテクチャ３００に含まれ得る。
【0148】
図１５ｓは、本主題の実施態様と一致する、サイトカイン分子の送達後の経時的な複数の標的リンパ球の分布を決定するためのプロセス１５００の一例を示すフローチャートを示す。図１５を参照すると、プロセス１５００は、処置計画を生成し、サイトカイン分子の用量を含む癌免疫療法を決定し、サイトカイン分子に対する患者の反応を予測するなどのために分析エンジン１４０２によって実行され得る。本主題の実施態様と一致して、プロセス１５００は、図３Ａおよび図３Ｂに示すＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００を参照する。
【0149】
１５０２において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、中央区画３０２の動態パラメータおよび結合パラメータを決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、患者の中央区画（例えば、中央区画３０２）内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータを決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、サイトカイン分子（例えば、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ ２０４、ＸｍＡｂ－２４３０６ ２０２など）と中央区画３０２内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定し得る。複数の標的リンパ球は、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＣＤ４－／ＣＤ８－（Ｄｏｕｂｌｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｔ細胞、およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞を含む。複数の標的リンパ球のそれぞれは、高ＰＤ１発現に関連付けられた第１の亜集団および低ＰＤ１発現に関連付けられた第２の亜集団を含み得る。
【0150】
上述したように、サイトカイン分子は、インターロイキン２（ＩＬ－２）、インターロイキン７（ＩＬ－７）、インターロイキン１２（ＩＬ－１２）、インターロイキン１５（ＩＬ－１５）、インターロイキン２１（ＩＬ－２１）またはインターフェロンを含み得る。例えば、サイトカイン分子は、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ ２０４、ＸｍＡｂ－２４３０６ ２０２、ＲＳＶ ＩＬ－１５ ＴａＣｋ、または患者の免疫系を刺激し、および／または標的リンパ球を増殖させる別のサイトカイン分子を含み得る。追加的および／または代替的に、サイトカイン分子は、操作されたサイトカイン、例えばその同族受容体をアゴナイズするサイトカインを含む。追加的および／または代替的に、サイトカイン分子は、第１のアームおよび第２のアームを含む二重特異性分子である。複数の標的リンパ球のそれぞれのインターロイキン１５受容体（ＩＬ－１５Ｒ）は二重特異性分子の第１のアームに結合し、複数の標的リンパ球のそれぞれのＰＤ１受容体は二重特異性分子の第２のアームに結合する。追加的および／または代替的に、サイトカイン分子は、第１の標的（例えば、サイトカイン分子の第１の受容体（例えば、ＩＬ－１５Ｒなど））に結合することができる第１のポリペプチド領域と、第２の標的（例えば、サイトカイン分子の第２の受容体（例えば、ＰＤ１受容体など））に結合することができ、第１のポリペプチド領域に作動可能に連結された第２のポリペプチド領域とを含む多価ポリペプチドである。いくつかの実施形態において、サイトカインは免疫刺激性サイトカインである。
【0151】
動態パラメータは、中央区画３０２内の複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む。中央区画３０２内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、ある時点で決定されてもよい。中央区画３０２内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点で中央区画３０２内の複数の標的リンパ球の挙動を捕捉し得る。
【0152】
結合パラメータは、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含み得る。結合パラメータは、中央区画３０２内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、中央区画３０２内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、および中央区画３０２内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度のうちの少なくとも１つを含み得る。追加的および／または代替的に、結合パラメータは、中央区画３０２内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられる。サイトカイン分子と中央区画３０２内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点において、中央区画３０２内の複数の標的リンパ球とのサイトカイン分子の結合挙動を捕捉し得る。
【0153】
１５０４において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、中央区画３０２と密区画３０４との間の第１の標的細胞輸送率および第１のサイトカイン分配率を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、患者の中央区画３０２と密区画３０４との間の複数の標的リンパ球の第１の標的細胞輸送率を決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、中央区画３０２と密区画３０４との間のサイトカイン分子の第１のサイトカイン分配率を決定し得る。
【0154】
第１の標的細胞輸送率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示される、ライン３４８における複数の標的リンパ球の輸送に対応し得る。第１のサイトカイン分配率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示されるライン３４０におけるサイトカイン分子の分配（例えば、輸送）に対応し得る。
【0155】
１５０６において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、密区画３０４の動態パラメータおよび結合パラメータを決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、密区画３０４内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータを決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、密区画３０４内のサイトカイン分子と複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定し得る。
【0156】
動態パラメータは、密区画３０４内の複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む。密区画３０４内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、ある時点で決定されてもよい。密区画３０４内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点で密区画３０４内の複数の標的リンパ球の挙動を捕捉し得る。
【0157】
結合パラメータは、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含み得る。結合パラメータは、密区画３０４内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、密区画３０４内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、および密区画３０４内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度のうちの少なくとも１つを含み得る。追加的および／または代替的に、結合パラメータは、密区画３０４内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられる。サイトカイン分子と密区画３０４内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点において、密区画３０４内の複数の標的リンパ球とのサイトカイン分子の結合挙動を捕捉し得る。
【0158】
１５０８において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、中央区画３０２と漏出区画３０６との間の第２の標的細胞輸送率および第２のサイトカイン分配率を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、患者の中央区画３０２と漏出区画３０６との間の複数の標的リンパ球の第２の標的細胞輸送率を決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、中央区画３０２と漏出区画３０６との間のサイトカイン分子の第２のサイトカイン分配率を決定し得る。
【0159】
第２の標的細胞輸送率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示される、ライン３４９における複数の標的リンパ球の輸送に対応し得る。第２のサイトカイン分配率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示されるライン３４２におけるサイトカイン分子の分配（例えば、輸送）に対応し得る。
【0160】
１５１０において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、漏出区画３０６の動態パラメータおよび結合パラメータを決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータを決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、サイトカイン分子と漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定し得る。
【0161】
動態パラメータは、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む。漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、ある時点で決定されてもよい。漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点で漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球の挙動を捕捉し得る。
【0162】
結合パラメータは、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含み得る。結合パラメータは、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、および漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度のうちの少なくとも１つを含み得る。追加的および／または代替的に、結合パラメータは、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられる。漏出区画３０６内のサイトカイン分子と複数の標的リンパ球との間の結合パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点において、漏出区画３０６内の複数の標的リンパ球とのサイトカイン分子の結合挙動を捕捉し得る。
【0163】
１５１２において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、中央区画３０２と腫瘍区画３０８との間の第３の標的細胞輸送率および第３のサイトカイン分配率を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、患者の中央区画３０２と腫瘍区画３０８との間の複数の標的リンパ球の第３の標的細胞輸送率を決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、中央区画３０２と腫瘍区画３０８との間のサイトカイン分子の第３のサイトカイン分配率を決定し得る。
【0164】
第３の標的細胞輸送率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示す、ライン３４７における複数の標的リンパ球の輸送に対応し得る。第３のサイトカイン分配率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示されるライン３４６におけるサイトカイン分子の分配（例えば、輸送）に対応し得る。
【0165】
１５１４において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、腫瘍区画３０８の動態パラメータおよび結合パラメータを決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータを決定し得る。分析エンジン１４０２はまた、サイトカイン分子と腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータを決定し得る。
【0166】
動態パラメータは、腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球の量、増殖、増大、縮小、持続性、および分化のうちの少なくとも１つを含む。腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、ある時点で決定されてもよい。腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球に対応する動態パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点で腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球の挙動を捕捉し得る。
【0167】
結合パラメータは、親和性および結合活性のうちの少なくとも１つを含み得る。結合パラメータは、腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における遊離受容体の濃度、腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における単一結合薬物：受容体複合体の濃度、および腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面における完全結合サイトカイン分子複合体の濃度のうちの少なくとも１つを含み得る。追加的および／または代替的に、結合パラメータは、腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球のそれぞれの表面上のインターロイキン１５（ＩＬ－１５）受容体およびＰＤ１受容体の少なくとも一方の発現に関連付けられる。サイトカイン分子と腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球との間の結合パラメータは、複数の時点（例えば、第１の時点、第２の時点、第３の時点など）で決定されてもよい。したがって、分析エンジン１４０２は、様々な時点における腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球とのサイトカイン分子の結合挙動を捕捉し得る。
【0168】
１５１６において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、密区画３０４、漏出区画３０６および腫瘍区画３０８からリンパ区画１５１６への第４のサイトカイン分配率を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、リンパ区画３０８を（例えば）ために、密区画３０４、漏出区画３０６および／または腫瘍区画３０８からのサイトカイン分子の第４のサイトカイン分配率を決定し得る。第４のサイトカイン分配率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示されるライン３４５におけるサイトカイン分子の分配（例えば、輸送）に対応し得る。
【0169】
１５１８において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、リンパ区画１５１６から中央区画３０２への第５のサイトカイン分配率を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、リンパ区画３０８および中央区画３０２からの（例えば）サイトカイン分子の第５のサイトカイン分配率を決定し得る。第５のサイトカイン分配率は、図３Ａのアーキテクチャ３００に示されるライン３４３におけるサイトカイン分子の分配（例えば、輸送）に対応し得る。
【0170】
１５２０において、分析エンジン１４０２（例えば、少なくとも１つのデータプロセッサ）は、経時的な各区画内の複数の標的リンパ球の分布を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、中央区画３０２、密区画３０４、漏出区画３０６、および腫瘍区画３０８内の複数の標的リンパ球のそれぞれの分布を経時的に決定し得る。分析エンジン１４０２は、動態パラメータ、結合パラメータ、第１の標的細胞輸送率、第２の標的細胞輸送率、第３の標的細胞輸送率、第１のサイトカイン分配率、第２のサイトカイン分配率、第３のサイトカイン分配率、第４のサイトカイン分配率および／または第５のサイトカイン分配率に基づいて分布を決定し得る。
【0171】
分布は、第１の時点で患者に送達されるサイトカイン分子に対応する第１の分布および第２の時点で患者に送達されるサイトカイン分子に対応する第２の分布などを含み得る。分析エンジン１４０２は、少なくとも第１の分布および第２の分布に基づいて、サイトカイン分子を含む癌の免疫療法に対する他の患者（例えば、第２の患者）の反応を決定し得る。追加的および／または代替的に、分析エンジン１４０２は、癌免疫療法に対する第２の患者の反応に基づいて、第２の患者の処置計画を決定し得る。追加的および／または代替的に、分析エンジン１４０２は、腫瘍を処置するための癌免疫療法を決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、少なくとも分布に基づいて、サイトカイン分子の用量およびサイトカイン分子の用量を送達するための投与頻度を決定し得る。
【0172】
したがって、分析エンジン１４０２は、ＱＳＰモデル１４０８を用いて、少なくとも１つのサイトカイン分子による処置後のＴ細胞および／または標的リンパ球の増大に対する影響を決定し、サイトカイン分子の変異を捕捉する仮想コホートを作成し、および／または臨床状況への翻訳のための様々なシナリオを評価し得る（図７参照）。分析エンジン１４０２は、追加的および／または代替的に、標的発現に基づいて、異なる組織対腫瘍におけるリンパ球増大のバランスをとり得、これは薬物開発の初期段階において有益である可能性がある。追加的および／または代替的に、分析エンジン１４０２は、免疫系を活性化し、癌免疫療法のための標的細胞を増殖させるように作用する操作されたサイトカインなどのサイトカイン分子の前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援する。分析エンジン１４０２により、１つもしくは複数のパラメータ（例えば、動態パラメータおよび／または結合パラメータ）、１つもしくは複数の用量、および／または１つもしくは複数のリンパ球の変化に対する影響を決定することも可能になる。例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂは、異なる臨床シナリオについてのＣＤ８増大の比較を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、例えば、受容体（例えば、ＰＤ１およびＩＬ１５Ｒ）が５倍増加すると、低用量で増大がわずかに高くなり、受容体（例えば、ＰＤ１およびＩＬ１５Ｒ）が５倍減少すると、増大が大幅に減少する。別の例として、図１１Ｂに示すように、
【0173】
図１６は、定量的システム薬理学（ＱＳＰ）モデリングのためのプロセス１４００の一例を示すフローチャートを示す。いくつかの例示的な実施形態では、分析エンジン１４０２は、プロセス１４００を実行して、複数の組織における薬物動態、薬力学、動的標的媒介薬物動態、細胞増大、細胞増殖、および標的受容体発現のメカニズムをモデル化し得る。いくつかの実施形態において、分析エンジン１４０２は、目的の分子との結合親和性を有するパラメータを決定し、目的の分子に対するＰＫＰＤ関係が存在するかどうかを示し得る。
【0174】
１６０２において、分析エンジン１４０２は、目的の分子の第１の領域と免疫細胞上の第１の標的との間の第１の結合親和性の第１のパラメータを決定し得る。例えば、分析エンジン１４０２は、操作されたサイトカインのポリペプチドおよびＣＤ８＋Ｔ細胞のＩＬ－１５Ｒが第１の結合親和性の第１のパラメータを有すると決定し得る。免疫細胞の例としては、ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ガンマデルタＴ細胞（すなわち、二重陰性Ｔ細胞）およびナチュラルキラー（ＮＫ）細胞が挙げられる。目的の分子の例としては、操作されたサイトカインまたは２つの標的に独立して結合する２つの領域を有するポリペプチドが挙げられる。第１の標的はＩＬ１５Ｒであってもよく、第１の領域はＩＬ－１５Ｒに結合することができるポリペプチド（すなわち、ＣＤ１２２受容体）であってもよい。いくつかの例示的な実施形態において、分析エンジン１４０２は、目的のＩＬ－１５アゴニストの第１の領域と免疫細胞上の第１の標的との間の第１の結合親和性の第１のパラメータを決定するように構成され得る。
【0175】
１６０４において、分析エンジン１４０２は、目的の分子の第２の領域と免疫細胞上の第２の標的との間の第２の結合親和性の第２のパラメータを決定し得る。第１の結合親和性および第２の結合親和性は、複数の区画において測定され得る。例えば、分析エンジン１４０２は、密区画で第１の結合親和性を測定してもよく、分析エンジン１４０２は、リンパ区画で第２の結合親和性を測定してもよい。区画の例としては、密区画、腫瘍区画、リンパ区画および中央区画が挙げられる。いくつかの実施形態において、分析エンジン１４０２は、目的のＩＬ－１５アゴニストのＰＤ１に結合することができるポリペプチドを決定してもよく、ＣＤ４＋Ｔ細胞上のＰＤ１は、第２の結合親和性の第２のパラメータを有する。第２の領域の例には、ＰＤ１に結合することができるポリペプチドが含まれる。第２の標的の例は、ＰＤ１であってもよい。いくつかの実施形態において、分析エンジン１４０２は、目的のＩＬ－１５アゴニストの第２の領域と免疫細胞上の第２の標的との間の第２の結合親和性の第２のパラメータを決定し得る。
【0176】
１６０６において、分析エンジン１４０２は、目的の分子についてのＰＫＰＤ関係を示す出力を生成し得る。ＰＫＰＤ関係を示す出力は、少なくとも第１のパラメータおよび第２のパラメータに基づいてもよい。例えば、分析エンジン１４０２は、第１の領域が第１の標的に結合するとき、第２の標的への第２の領域の結合がより高いＫｄの第２の相互作用を有するＰＫＰＤ関係を示す出力を生成し得る。いくつかの実施形態において、分析エンジン１４０２は、第１のパラメータおよび第２のパラメータに基づいて、目的のＩＬ－１５アゴニストに対するＰＫＰＤ関係を示す出力を生成し得る。
【0177】
図１７は、本主題の実施形態と一致するコンピューティングシステム１５００の一例を示すブロック図を示す。図１～図１６を参照すると、コンピューティングシステム１５００は、分析エンジン１４０２および／またはその中の任意の構成要素を実装するために使用され得る。例えば、コンピューティングシステム１５００は、ユーザ機器、パーソナルコンピュータ、またはモバイル機器を実装し得る。
【0178】
図１７に示すように、コンピューティングシステム１７００は、プロセッサ１７１０、メモリ１７２０、記憶装置１７３０、および入出力装置１７４０を含み得る。プロセッサ１７１０、メモリ１７２０、記憶装置１７３０、および入出力装置１７４０は、システムバス１７５０を介して相互接続されてもよい。プロセッサ１７１０は、コンピューティングシステム１７００内で実行するための命令を処理することができる。このような実行された命令は、例えば、定量的システム薬理学（ＱＳＰ）モデリングを実行するための分析エンジン１４０２の１つまたは複数の構成要素を実装し得る。いくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ１７１０は、シングルスレッドプロセッサであってもよい。あるいは、プロセッサ１７１０は、マルチスレッドプロセッサであってもよい。プロセッサ１７１０は、メモリ１７２０および／または記憶装置１７３０に記憶された命令を処理して、入出力装置１７４０を介して提供されるユーザインターフェースのためのグラフィック情報を表示することができる。
【0179】
メモリ１７２０は、コンピューティングシステム１７００内に情報を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体である。メモリ１７２０は、例えば、構成オブジェクトデータベースを表すデータ構造を記憶し得る。記憶装置１７３０は、コンピューティングシステム１７００に永続記憶装置を提供することができる。記憶装置１７３０は、フロッピーディスク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置、もしくはテープ装置、または他の適切な永続的記憶手段であってもよい。入出力装置１７４０は、コンピューティングシステム１７００に入出力動作を提供する。いくつかの例示的な実施形態では、入出力装置１７４０は、キーボードおよび／またはポインティングデバイスを含む。様々な実施形態において、入出力装置１７４０は、グラフィカルユーザインターフェースを表示するための表示ユニットを含む。
【0180】
いくつかの例示的な実施形態によれば、入出力装置１７４０は、ネットワーク装置のための入出力動作を提供し得る。例えば、入出力装置１７４０は、１つまたは複数の有線および／または無線ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）など）と通信するためのイーサネットポートまたは他のネットワーキングポートを含み得る。
【0181】
いくつかの例示的な実施形態では、コンピューティングシステム１７００は、様々なフォーマットのデータの編成、分析、および／または記憶に使用され得る様々な対話型コンピュータソフトウェアアプリケーションを実行するために使用され得る。あるいは、コンピューティングシステム１７００は、任意のタイプのソフトウェアアプリケーションを実行するために使用されてもよい。これらのアプリケーションは、様々な機能、例えば、計画機能（例えば、スプレッドシート文書、ワードプロセッシング文書、および／または任意の他のオブジェクトの生成、管理、編集など）、コンピューティング機能、通信機能などを実行するために使用され得る。アプリケーションは、様々なアドイン機能を含んでもよく、またはスタンドアロンのコンピューティングアイテムおよび／または機能であってもよい。アプリケーション内で起動されると、入出力装置１７４０を介して提供されるユーザインターフェースを生成するために、機能が使用されることがある。ユーザインターフェースは、コンピューティングシステム１７００（例えば、コンピュータ画面モニタなどで）によって生成され、ユーザに提示されてもよい。
【0182】
本開示で言及されるすべての刊行物および特許出願は、あたかもそれぞれの個々の刊行物または特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれることが示されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【0183】
本明細書で引用されたいずれの参考文献も先行技術を構成することは認められない。参考文献の考察は、その著者が主張することを述べており、本発明者らは、引用された文献の正確さおよび適切さに異議を申し立てる権利を保有している。科学雑誌記事、特許文献、および教科書を含む多くの情報源が本明細書で参照されるが、；この参考文献は、これらの文献のいずれかが当技術分野における共通の一般知識の一部を形成することを認めるものではないことが明確に理解されるであろう。
【0184】
本明細書で与えられる一般的な方法の説明は、例示のみを目的としている。他の代替的な方法および代替物は、本開示を検討すれば当業者には明らかであり、本出願の精神および範囲内に含まれるべきである。
実施例
実施例
【0185】
追加の実施形態は、以下の実施例にさらに詳細に開示され、これらは例示として提供され、本開示または特許請求の範囲を限定することを決して意図していない。
【0186】
以下の実施例は、薬物動態（ＰＫ）と組織および腫瘍にわたる複数の免疫細胞サブセットの示差的増大との間の複雑な相互作用を捕捉するＱＳＰモデル（例えば、アーキテクチャ３００を含むＱＳＰモデル１４０８）を開発するために行われた実験を記載する。
【0187】
定量的システム薬理学（ＱＳＰ）モデル（例えば、ＱＳＰモデル１４０８のアーキテクチャ３００）が、サイトカイン分子（例えば、図３Ａおよび図３Ｂを参照）の生体内分布を捕捉するための、中央区画３０２、漏出区画３０６、密区画３０４、および腫瘍区画３０８を含む生理学的ベースの薬物動態（ＰＢＰＫ）フレームワークの最小限の適用に基づいて開発された。ＮＫ細胞ならびにＣＤ４＋、ＣＤ８＋およびガンマデルタＴ細胞について、ＰＤ１＋およびＰＤ１－細胞の２つのサブタイプをモデルの各区画に含めた。各細胞サブタイプに関連付けられたＩＬ－１５Ｒ（ＣＤ１２２／ＣＤ１３２複合体を表す）およびＰＤ１を各区画に含めた。このモデルは、単一アーム複合体の形成ならびに三重複合体を形成する結合活性を考慮している（図３Ｂ参照）。以下により詳細に記載されるように、バリアントを、モデルを較正するために使用される３つの分子、すなわち、１）ＸｍＡｂ２４３０６、および２）リードＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ分子（例えば、図２を参照）の特性を表すために定義した。
【0188】
本明細書に記載されるように、ＸｍＡｂ２４３０６は、半減期が延長されたＦｃドメイン上の融合ＩＬ－１５／ＩＬ－１５ＲＡであり、分子の忍容性を改善するために効力を低下させて開発された。この分子は、現在、固形腫瘍を有する患者において、単剤として、または１つまたは複数のさらなる処置と組み合わせて、臨床で試験されている。同様のＩＬ－１５標的化アームを有するＰＤ１標的化候補（ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ）も、ＰＤ１＋細胞集団の選択的増大を促進するために開発された。本明細書で開発されたモデルの目的は、標的媒介薬物動態（ＴＭＤＤ）に起因するＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋの薬物動態（ＰＫ）をよりよく理解し、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋをＸｍＡｂ２４３０６から分化させ得る結果として生じる細胞増大を特徴付けることである。
【0189】
このモデルは、細胞あたりの結合したＩＬ－１５Ｒの数が異なる細胞型の増殖を促進すると仮定する。細胞型のベースライン数は、既存のデータに基づいて決定された。ＱＳＰモデル１４０８を、両方の分子についてカニクイザルにおけるインビトロ効力データならびにインビボデータに合わせて較正し、クリアランスの非比例的スケーリングならびに受容体発現、細胞数および生理学的体積の変換によってヒトに変換された。
ｉ．ＸｍＡｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋおよびＲＳＶ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ分子
ｉ．ＸｍＡｂ２４３０６、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋおよびＲＳＶ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ分子
【0190】
ＩＬ－１５受容体のアゴニストとして作用し得る３つの例示的な分子が構築された。本明細書に記載されるように、第１の分子Ｘｍａｂ２４３０６は、ヘテロ二量体ＦｃドメインおよびＸｔｅｎｄ（商標）半減－期延長変異を使用して操作された単一アームの操作されたＩＬ－１５／ＩＬ－１５Ｒａ複合体である。同じＦｃドメイン上でＩＬ－１５およびＩＬ－１５Ｒα（ＣＤ２１５）を複合体化することによって、Ｘｍａｂ２４３０６は、ＩＬ２Ｒα（ＣＤ２５）に結合することなく、β（ＣＤ１２２）および共通のγ－鎖（γ）受容体（ＣＤ１３２）に選択的に結合する。第２の分子は、Ｔ細胞の活性化および増殖を増加させることを目的として、ＰＤ１を発現する細胞にＩＬ－１５を選択的に送達する抗プログラム細胞死タンパク質１／インターロイキン－１５標的化２アーム操作サイトカインであるＰＤ１／ＩＬ－１５標的化サイトカイン（ＴａＣｋ）である。第３の分子であるＲＳＶ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋは、ＰＤ１／ＩＬ－１５に類似しているが、ＰＤ１結合アームを欠き、モデルの較正に役立った。すべての分子は、経時的にＰＫ曝露を増加させるために、これらの内因性ＩＬ－１５類似体と比較して半減期が長くなるように操作された。
ｉｉ．ＱＳＰモデル較正：「参照仮想カニクイザル」の識別
ｉｉ．ＱＳＰモデル較正：「参照仮想カニクイザル」の識別
【0191】
ワークフロー４００（図４参照）を使用して、Ｘｍａｂ２４３０６、ＲＳＶ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋおよびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋを含む３つの操作されたＩＬ－１５サイトカインについての複数の用量レベルにわたるカニクイザル（カニクイザル）におけるＰＫおよびＰＤを含む複数の異なるデータセットに対して、ＱＳＰモデル（例えば、ＱＳＰモデル１４０８）を同時に較正した（例えば、図４を参照）。ＱＳＰモデルは、大域的最適化法、およびモデルパラメータとモデル結果との間の関係を探索するための仮想被験体の開発を使用して較正された。結果は、較正された参照仮想カニクイザルであり、これは３つの分子のうちの１つによる処置後のリンパ球増大の動態ならびにＰＫプロファイルを再現する。次いで、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋを複数回投与した後のＰＫおよびリンパ球増大プロファイルを予測するために、参照仮想カニクイザルを使用することによってモデルを検証した。次に、生理学的パラメータを非比例的にスケーリングし、受容体ターンオーバー、受容体発現、および細胞増殖をＸｍａｂ２４３０６第１ａ相臨床試験データに較正することによって、参照仮想カニクイザルを参照仮想患者に変換した。カニクイザルの実験的測定で観察された変動性を捕捉するために、検証ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋデータセットで観察された測定範囲と合理的に一致する仮想コホートを生成した。参照仮想患者は、仮想カニクイザルコホートの変動性と共に使用され、患者におけるＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのトランスレーショナルな初回ヒト用量予測に関する情報を提供した。
【0192】
成功したモデル較正は、３つの分子のいずれかによる処置後のカニクイザルにおけるＰＫおよびＰＤの両方を合理的に記述する単一のアーキテクチャ（例えば、アーキテクチャ３００）および関連付けられたパラメータ推定値（例えば、動態パラメータおよび／または結合パラメータ）の同定として定義される。「参照仮想カニクイザル」は、カニクイザルにおける各分子のＰＫおよびＰＤを正確に特徴付けるものとして定義される。
【0193】
図５および図６は、ＰＫとリンパ球増大との間の動的関係を捕捉する例示的な較正されたＱＳＰモデル（例えば、較正されたＱＳＰモデル１４０８）を示す。参照仮想カニクイザルモデルは、Ａ）Ｘｍａｂ２４３０６、およびＢ）ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後の血液中のリンパ球増大およびＰＫプロファイルを再現する。図５および図６の各行は、異なる用量レベルを示し、Ｘｍａｂ２４３０６（図５）については０．０３～０．６ｍｇ／ｋｇの範囲であり、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ（図６）については０．０６～１ｍｇ／ｋｇの範囲である。各列は、血液中の実験測定値を示し、（Ａ）全ＣＤ８＋Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、ＮＫ細胞、二重陰性Ｔ細胞、または（Ｂ）二重陰性Ｔ細胞を除くすべての細胞のＰＤ１ｌｏ（ＰＤ１ｌ）およびＰＤ１ｈｉ（ＰＤ１ｈ）亜集団である。
【0194】
例えば、図５を参照すると、第１列は、第１行に０．０３ｍｇ／ｋｇのＸｍａｂ２４３０６（例えば、ＩＬ１５ｖ１）、第２行に０．２ｍｇ／ｋｇのＸｍａｂ２４３０６（例えば、ＩＬ１５ｖ１）、および第３行に０．６ｍｇ／ｋｇのＸｍａｂ２４３０６（例えば、ＩＬ１５ｖ１）の複数回用量を送達した後の経時的な薬物濃度レベルを示すプロットを示す。第２列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ８＋Ｔ細胞の濃度を示す。第３列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ４＋Ｔ細胞の濃度を示す。第４列は、対応する用量の送達後の経時的なＮＫ細胞の濃度を示す。第５列は、対応する用量の送達後の経時的な二重陰性Ｔ細胞の濃度を示す。
【0195】
図６を参照すると、第１列は、第１行に０．０５ｍｇ／ｋｇのＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ、第２行に０．１ｍｇ／ｋｇのＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ、第３行に０．３ｍｇ／ｋｇのＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋ、および第４行に０．６ｍｇ／ｋｇのＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋの用量を送達した後の経時的な薬物濃度レベルを示すプロットを示す。第２列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ８＋Ｔ ＰＤ１ｈｉ細胞の濃度を示す。第３列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ８＋ＰＤ１ｌｏＴ細胞の濃度を示す。第４列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ４＋ＰＤ１ｈｉＴ細胞の濃度を示す。第５列は、対応する用量の送達後の経時的なＣＤ４＋ＰＤ１ｌｏＴ細胞の濃度を示す。第６列は、対応する用量の送達後の経時的なＮＫ ＰＤ１ｈｉＴ細胞の濃度を示す。第７列は、対応する用量の送達後の経時的なＮＫ ＰＤ１ｌｏＴ細胞の濃度を示す。第８列は、対応する用量の送達後の経時的な二重陰性Ｔ細胞の濃度を示す。ＱＳＰモデルは、標的のプール（ＰＤ１およびＩＬ－１５Ｒ）が細胞増殖を介してＰＫによって有意に影響を受け、この細胞増大がその後ＴＭＤＤを介してＰＫに影響を及ぼす完全結合ＰＫＰＤモデルである。このモデルは、ＰＫに対する動的ＴＭＤＤの影響を首尾よく再現し、血液および腫瘍ではなく組織中のリンパ球が、組織中の５０倍高い絶対Ｔ細胞数のためにＴＭＤＤの主な促進要因である可能性が高いと予測する。さらに、ＰＤ１発現が組織全体で類似していると仮定すると、モデルは、循環および腫瘍における増大が健全な組織における増大に比例すると予測する。しかしながら、細胞増大は、主に、ＰＤ１／ＩＬ１５ ＴａＣｋによる処置の後にＰＤ１ｈｉ細胞によって促進されるのに対して、Ｘｍａｂ２４３０６による処置は、組織内のＰＤ１ｌｏおよびＰＤ１ｈｉ細胞の両方を同様に増大させる。
【0196】
一般に、モデルパラメータ値は、実験データ（例えば、図９を参照）において例示される反応の変動性を捕捉するために変更される場合があるが、パラメータ空間の探索もまた、ＩＬ－１５標的化分子に対する示差的なヒト反応およびサル反応についての予測を行うために行われた。さらに、翻訳されたヒトモデルは、３つの異なるシナリオ（例えば、図１０を参照）に基づいて、カニクイザルと比較して患者において予想される血液中の細胞増大が少なく、組織および腫瘍にわたる細胞増大が標的受容体発現に敏感であると予測した。
ｉ．参照仮想カニクイザルは、異なる用量レベルでの異なる操作されたＩＬ－１５サイトカインに対する複数の細胞型の反応を捕捉する
ｉ．参照仮想カニクイザルは、異なる用量レベルでの異なる操作されたＩＬ－１５サイトカインに対する複数の細胞型の反応を捕捉する
【0197】
モデル構築および較正後、参照仮想カニクイザルは、３つの操作されたＩＬ－１５サイトカインのいずれかによる処置後のリンパ球増大を再現する。さらに、本明細書中に開示されるモデル開発および較正プロセスにより、ＩＬ－１５操作されたサイトカインにわたるＰＫとＰＤとの間の動態を促進する主要なメカニズムを描写することが可能になった。例えば、同じ参照仮想カニクイザルパラメータセットは、Ｘｍａｂ２４３０６によって誘導される堅牢な用量依存性ＮＫ細胞反応の両方を捕捉すると同時に、任意の用量レベル（例えば、図５～図６を参照）でのＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後のＮＫ細胞における反応の欠如を捕捉する。ＮＫ主導の反応の代わりに、本明細書に記載のシミュレーションは、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置に特徴的なＣＤ８＋、ＣＤ４＋およびＤＮ Ｔ細胞反応を再現することができる。
【0198】
参照仮想カニクイザルはまた、各操作されたサイトカインについて前臨床データ内に存在する時間的な動態を捕捉する。Ｘｍａｂ２４３０６（例えば、図５参照）またはＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ（例えば、図６を参照）に初めて曝露されると、薬物誘発性刺激により血液からのリンパ球の辺縁化および輸送が増加し、他の処置と一致して血液中の細胞数の急速な低下につながる。組織への薬物分配は、局所的なリンパ球の活性化、増大および増殖をもたらし、分子および細胞型に応じて、投与後約７～１４日で最終的に血流に再侵入する組織細胞の用量依存的増大を引き起こす（例えば、図５～図６を参照）。薬物濃度が低下するにつれて、細胞は最終的に死滅し、定常状態レベルに戻る。これらの動態は、新たに開発された参照仮想カニクイザルによって、操作されたサイトカインの複数の用量および製剤にわたって捕捉される。参照仮想カニクイザルは、その後のトランスレーショナルおよびコホート生成の取り組みの出発点として使用された。
ｉｉ．ＱＳＰモデルは、検証データセットの動態を捕捉する。
ｉｉ．ＱＳＰモデルは、検証データセットの動態を捕捉する。
【0199】
次に、較正されたモデル（例えば、較正されたＱＳＰモデル１４０８）を用いて得られた予測を以下のように検証した。ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ処置を、４つの別個の用量レベル－対照シナリオ（賦形剤、薬物なし）、ならびに０．０３、０．１および０．３ｍｇ／ｋｇでの処置（Ｑ３Ｗ投与）にわたって新たに開発された参照仮想カニクイザルについてシミュレートした。予測されたＰＫおよびリンパ球増大を、モデルを較正するために使用されなかった別個の前臨床データセットと比較した。各用量レベルにわたる細胞の大部分について、開示されたモデル予測は、実験データセットの主要な動態、すなわち各投与事象後の血液細胞数における辺縁化およびその後のピークを再現した。モデル予測と実験測定との間の一致は、代替の投薬レジメン（３用量）および０．０３ｍｇ／ｋｇほどの低い用量に対する処置後のリンパ球動態を予測するモデルの能力の信頼性を提供する。対照ケースのモデル予測は実験データとよく一致する。本明細書に記載のモデル構造および参照仮想カニクイザルパラメータ値の検証は、モデル予測の信頼性を提供する。
ｉｉｉ．Ｘｍａｂ２４３０６とＰＤ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのシミュレーションの比較は、処置中のＰＤ１標的化の影響を示す
ｉｉｉ．Ｘｍａｂ２４３０６とＰＤ／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのシミュレーションの比較は、処置中のＰＤ１標的化の影響を示す
【0200】
Ｘｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後に細胞増大がどのように異なるかを特定するために、検証された参照仮想カニクイザルを使用して、３週間ごとにモル一致用量のＸｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋを用いて、未試験の処置レジメンをシミュレートし、７０日間にわたって血液および漏出性組織の両方におけるＰＫ＆ＰＤを比較した（例えば、図８Ａ～図８Ｄを参照）。例えば、参照仮想カニクイザルを２回シミュレートして、２つの別々の操作されたＩＬ－１５サイトカインによる処置後の中央区画および漏出区画における増大を比較した。同じ参照仮想カニクイザルに対するＰＫプロファイルの直接比較は、ＰＤ１／ＩＬ－１５ Ｔａｃｋ（点線）と比較して、Ｘｍａｂ２４３０６（実線）についてより大きい薬物曝露を経時的に明らかにする（例えば、図８Ａを参照）。投与後およそ１０日でのＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ濃度の低下は、Ｘｍａｂ２４３０６と比較して、この分子による処置後のより大きなＴ細胞増大と一致する。
【0201】
続いて、血液および漏出性組織にわたるモデル予測細胞増大が治療間でどのように異なるかという問題を調査した。血液において、総ＣＤ８＋Ｔ細胞数の同様の増大が、いずれかの分子による処置後に予測された（例えば、図８Ｂを参照）が、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後のＰＤ１ｈｉ細胞によって促進される血液ＣＤ４＋Ｔ細胞のより大きな増大に留意されたい（例えば、図８Ｄを参照）。組織では、新たに開発されたモデルは、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ治療後の全細胞増大がＰＤ１ｈｉ細胞によって促進されるという点で、血液で示されたのと同様の増大動態を予測する。さらに、このモデルは、Ｘｍａｂ２４３０６による処置後の血液および組織の両方におけるＮＫ細胞増大を予測するが、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後のＮＫ細胞については大きな変化を予測しない（例えば、図８Ｃを参照）。血液中の細胞数は、以前の較正の直接的な結果であるが（例えば、図５～図６を参照）、組織におけるＮＫ細胞反応の欠如は、モデル予測を構成する。要約すると、Ｘｍａｂ２４３０６またはＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのいずれかで処置された単一の仮想被験体の反応を直接比較することによって、ＰＤ１標的化の影響を後者の分子で評価することができ、この標的化は、処置中に組織内のＰＤ１ｈｉ ＣＤ４＋およびＣＤ８＋Ｔ細胞の増大を促進し、これは、臨床設計および安全性の考慮に影響を与える予測である。
ｉｖ．血液における示差的な結合にもかかわらず、Ｘｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋは、組織では類似した細胞集団に結合する
ｉｖ．血液における示差的な結合にもかかわらず、Ｘｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋは、組織では類似した細胞集団に結合する
【0202】
参照仮想カニクイザルを使用してＸｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋをシミュレートし、以下の２つの質問に回答した：１）どの細胞がＸｍａｂ２４３０６およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋへの結合を支配するか？、２）中央区画における結合は、他の組織における結合の例示であるか？図１２および図１３は、経時的な中央区画における総細胞数、ならびに中央区画および漏出区画において、どの細胞がＸｍａｂ２４３０６（図１２）およびＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ（図１３）に結合するかの内訳を示す。Ｘｍａｂ２４３０６の投与後、中央区画内の総ＮＫ細胞数およびＮＫ細胞への薬物の結合が増加する（例えば、図１２を参照）一方で、中央区画内のＮＫ細胞数は、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後に変化しない（例えば、図１３を参照）。代わりに、二重陰性Ｔ細胞が薬物結合を支配し、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋによる処置後に大きな増大（総細胞数で１桁を超える）を示す。しかし、漏出区画内では、Ｘｍａｂ２４３０６またはＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋのいずれで処置しても、同様の内訳となり、薬物は主にＣＤ８＋Ｔ細胞またはＣＤ４＋Ｔ細胞に結合した。この分析は重要な知見を示唆しており、中央区画の細胞倍率変化は、これらの薬物の両方について、他の組織における細胞の倍率変化を示す可能性があるが（例えば、図８Ａ～図８Ｄを参照）、中央区画は、他の組織における他の尺度、特に総細胞数、またはそれに関連してどの細胞が薬物に結合するか、などの動態を常に反映しているとは限らない。したがって、本明細書に記載されるＱＳＰモデルは、望ましくは、中央区画、密区画、漏出区画、腫瘍区画およびリンパ区画における動態を記載する。
ｖ．仮想コホートにおけるシミュレーションは、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ処置後の複数の用量コホートにわたるリンパ球増大の変動性および動態を捕捉する
ｖ．仮想コホートにおけるシミュレーションは、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ処置後の複数の用量コホートにわたるリンパ球増大の変動性および動態を捕捉する
【0203】
パラメータ値の非同定性ならびに被験体間の変動性の両方に起因する不確実性に対処するために、仮想カニクイザルコホートを生成し、検証用の前臨床ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋデータセット内で観察された変動性を捕捉した。ランダム検索法を使用して、参照仮想カニクイザルパラメータ値の周りで局所的にランダム化された代替パラメータ値を生成した。これらのパラメータ値は合理的なパラメータ範囲内で選択され、予め指定された許容基準範囲に基づいて有効な仮想被験体の選択をガイドするためにｇＱＳＰＳｉｍが使用された。次いで、１０５個の有効な仮想カニクイザルから構成された仮想コホートが、前臨床Ｘｍａｂ２４３０６データセットの反応の変動性を首尾よく捕捉していることが確認された。この仮想コホートは、予測における固有の不確実性および変動性を捕捉することができ、ＰＤ１／ＩＬ－１５ ＴａＣｋ分子のトランスレーショナルな取り組みを知らせるために使用された。
【0204】
上記の実施例に示される実験データは、本明細書に開示されるＱＳＰモデルが、血液中のＰＫおよび細胞動態を捕捉し、腫瘍および健全な組織におけるＰＫおよび細胞増大を予測することができたことを実証している。このモデリングフレームワークは、標的発現に基づいて、異なる組織対腫瘍におけるリンパ球増大のバランスをとるための新規のアプローチを提供し、薬物開発の初期段階で有益である可能性がある。このモデルは、ＩＬ－１５分子の前臨床開発、トランスレーショナルな開発および早期臨床開発を支援するが、免疫系を活性化し、癌免疫療法のための標的細胞を増大させるように作用する他の操作されたサイトカインを支援するように拡張され得る。
【0205】
本開示の特定の代替形態が開示されているが、様々な修正および組合せが可能であり、添付の特許請求の範囲の真の精神および範囲内で企図されることを理解されたい。したがって、本明細書に提示される正確な要約および開示に限定する意図はない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】